电源开关设计与参数介绍
开关电源变压器的设计与参数介绍
导语:开关电源是一种利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断时间比率,维持稳定输出电压的电源。它通常由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET构成,与线性电源相比,其成本随着输出功率增加而增长,但增长速率各异。对于许多设备来说,开关电源非常重要,也往往是易于发生问题的环节。变压器开关电源变压器能够有效地解决这些问题。
在设计时,我们需要考虑几点因素,如漏磁量必须小,以减少绕组的漏感。在结构上应使其便于绕线和引出线,这不仅简化了安装,同时对维修和生产都大有裨益。此外,在设计前应进行合理规划,以确保变压器有足够空间进行散热。如果在设计过程中全面考虑以上因素,那么这样的设计可以使得开关电源变压器更加安全、寿命更长。
选择材料尤为重要,其中磁心的选择是关键。当用于输入滤波器或其他应用时,高导磁率磁心被广泛使用。这主要是因为软磁铁氧体价格较低、适应性能好、高频性能好等优势,因此在当前得到广泛应用。
确定芯片工作频率为70KHz,这个频率可以通过外部RC网络来设置。这个功能对于更好的系统稳定性至關重要,而且还能实现外同步功能,与UC384X类似,变压器采用EER28/28L型号的一般AC-DC转换器,不宜超过100kHz,因为过高会影响系统稳定性及EMC特性。
对于磁芯的选择,还需考虑到工作频率和功率基础之上的经验选取。计算上,我们需要获得更多关于磁芯参数如材料、居里温度、频率特性的数据,这些都是需要慢慢建立起来的事项。在20W至40W范围内,如EE25, EER25, EER28, EFD25, EFD30等均可供参考。
接下来我们将计算并确定初级匝数Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae) = 120Vdc * 6.43us/(0.2 * 82mm2) = 47T(这里要注意取整数值)。
接着我们计算12V主输出所需匝数Ns:
[ Ns = \frac{Vo + Vd + Vs}{K} ]
[ Vo = 12 Vdc \ Vd=0.7Vdc \ Vs=0.5Vdc \ K=\frac{Vi_min}{Np}=\frac{120 Vdc}{47 T}=2.55 \ Ns=\frac{12+0.7+0.5}{2.55}=6 T ]
最后,我们计算辅助绕组(aux turning)所需匝数Na:
[ Na=Ns ]
[ Na=6 T ]
总结一下,我们已经基本确定了原边绕组46T,以及原边带来的原始共振点1mH左右;以及辅助边带来的共振点4uH左右。这一步骤之后,只需提出剩余要求如线径股数脚位耐压安规方面就可向厂家下单打样。而气隙大小返回验证Dmax这部分则可能需要根据实际情况灵活调整,不必死搬硬套教科书内容。