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DIY不间断UPS电源之前你需要了解什么

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随着各种电子电力设备的发展,不间断电源的作用也越来越重要。从事不间断电源设计的从业人员也越来越多,市面上售卖的UPS电源功率较大,并不是合适初学者来进行拆解和DIY。


此款UPS不间断电源的设计要求是,输入12V/20AH的铅酸电池,输出一组220V/50Hz/50W和一组110V/50Hz/50W。带有短路、过流、过放电保护,根据是否有市电接入,220V输出可以在逆变和市电之间切换。整机的主体结构是SG3525准闭环推挽升压+EG8010全桥逆变+EG4318充电控制,使用了一颗带8位AD的MCU作电量指示、过放电自动关机控制、单键轻触开关机控制以及市电/逆变切换,同时在电池侧使用了高边电流检测方式,电池测电流超过15A时自动关机。


整版的结构比较紧凑,因此使用了常用的字母板结构,由于输出功率很小,选用廉价的IR2106作为高低边驱动。推挽部分使用EI33变压器,瞬间功率可以超过200W,但实际功率受到推挽部分散热限制,因此通过高边电流检测限制在120W左右确保可靠性。两路spwm滤波电感均采用廉价的EE25铁氧体磁芯气隙电感。


下面重点讲解众多初学者的迷惑,在设计制造UPS不间断电源时的一些常见问题。推挽部分该用什么磁芯?


首先我们要搞清楚,推挽属于正激类,我们要做的是一个真正意义的变压器,而不是反激里面的电感,所以应该用高磁导率的磁芯以增大初级电感,降低励磁电流。所以磁芯材料一般用铁氧体,至于结构,可以用能够想象的任何结构,包括磁环。


已知了输出功率,应该用多大的磁芯?


这个问题我感觉确实很复杂。磁芯大小完全取决于两个条件,一是磁芯任何时候不能饱和,这就要求磁芯要有一定的截面积能够容下足够的匝数(也就是窗口面积);二是温升,包括磁芯的温升以及铜线温升。磁芯的温升受频率,detaB影响,而detaB同样取决于截面积和匝数,不考虑趋肤效应的话,铜线温升又取决于电流密度。归一而论,最后磁芯的截面积Ae和窗口面积Aw决定了磁芯能够做到的功率。


对于初学者,个人感觉没有必要通过计算的方法选磁芯,根据功率,查查前辈们的使用经验,该用多大磁芯也就心里有数。如果是做实验,可以大胆地把磁芯用小,而给客户做产品,就尽可能用大一点的,留足余量。

本文关键字: UPS电源 
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