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開關電源變壓器怎樣設計?開關電源變壓器參數介紹

時間:2023-04-12 18:32:21來源:21ic電子網

導語:?開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。開關電源對于很多電器來說是很重要的,也往往是很容易發生問題的環節。而變壓器開關電源變壓器的出現,就很好的解決了這個問題,有了開關電源變壓器,就可以有效的幫我們調節電源電壓,讓我們的電器能夠安全正常的使用。

  在開關電源變壓器結構的設計上要考慮以下幾點,漏磁一定要小,這樣可以減小繞組的漏感。在結構設計上使其便于繞線和引出線這樣不僅使變壓器的安裝簡單和方便,同時對變壓器的維修和生產都是非常的具有幫助。在設計前進行合理的規劃,讓電壓器可以有充足的空間和機能進行散熱。如果在設計開關電源變壓器上全面的考慮到了以上這幾點因素,那么這樣的設計可以使開關電源變壓器更加的安全,壽命更加的持久。

  在設計開關電源變壓器時材料的選擇十分的重要,而在磁心的選擇上就是開關電源變壓器的重中之重,依據開關電源變壓器的用途不同材料的選擇也有所不同。在我們的身邊使用的最為廣泛的磁心就是錳鋅鐵氧化磁心,在用于電源輸入濾波器的部分也會使用到高導磁率磁心。由于軟磁鐵氧體價格低廉、適應性能好、高頻性能好等優勢,在我們今天被廣泛的使用。

  這里確定芯片工作頻率為 70KHz,芯片的頻率可以通過外部的 RC 來設定,工作頻率就等于開關頻率,這個外設的功能有利于我們更好的設計開關電源,也可以采取外同步功能。與 UC384X 功能相近,變壓器磁芯為 EER28/28L,一般 AC2DC 的變換器,工作頻率不宜設超過 100kHz,主要是開關電源的頻率過高以后,不利于系統的穩定性,更不利于 EMC 的通過性,頻率太高,相應的 di/dt dv/dt 都會增加,除 PI 132kHz 的工作頻率之外,大家可以多參考其它家的芯片,就會總結自己的經驗出來。

  對于磁芯的選擇,是在開關頻率和功率的基礎,更多的是經驗選取。當然計算的話,你需要得到更多的磁芯參數,包括磁材,居里溫度,頻率特性等等,這個是需要慢慢建立的。20W ~ 40W 范圍內 EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均都可以。

  設計變壓器進行計算上面計算了變壓器的電感量,現在我們還需要得到相應的匝數才可以完成整個變壓器的工作

  1)計算導通時間 Ton周期時間 T = Ton + Toff = 1/FswTon = T * DmaxFsw , Dmax 都是已知量 70kHz , 0.45 代入上式可得Ton = 6.43us

  2)計算變壓器初級匝數Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae) = 120Vdc * 6.43us/(0.2 * 82mm2) = 47 T(這里的數是一定要取整的,而且是進位取整,我們變壓器不可能只繞半圈或其它非整數圈)

  3)計算變壓器 12V 主輸出的匝數輸出電壓(Vo):

  12 Vdc整流管壓降(Vd): 0.7

  Vdc繞組壓降(Vs): 0.5

  Vdc原邊匝伏比(K) = Vi_min / Np= 120 Vdc / 47 T = 2.55輸出匝數(Ns) = (輸出電壓(Vo) + 整流管壓降(Vd) + 繞組壓降(Vs)) / 原邊匝伏比(K)= (12 Vdc + 0.7Vdc + 0.5Vdc) / 2.55 = 6 T (已取整)

  4)計算變壓器輔助繞組(aux turning)輸出的匝數計算方法與12V主繞組輸出一樣因為 ST VIPer53DIP 副邊反饋需低于 14.5 Vdc,故選取 12 Vdc 作為輔助電壓;Na = 6 T到這一步,我們基本上就得出了變壓器的主要參數原邊繞組:47T 原邊電感量:0.77mH 漏感《 5%* 0.77mH = 39uH12V輸出: 6T輔助繞組:6T下一步我們只要將繞組的線徑 股數 腳位 耐壓 等安規方面的要求提出,就可以發給變壓器廠去打樣了至于氣隙的計算,以及返回驗證 Dmax 這些都是一些教科書上的,不建議大家死搬硬套,自己靈活一些。

標簽: 電源

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