电源适配器开关电源变压器设计与参数介绍
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。它一般由脉宽调制控制IC和MOSFET构成,与线性电源相比,其成本随着输出功率的增加而增长,但二者的增长速率各异。对于很多设备来说,开关电源是非常重要的,也往往是易于发生问题的环节。而变压器开关电源变压器的出现,可以有效地帮助我们调节电源電壓,让我们的设备能够安全、正常地使用。
在设计结构时,要考虑以下几点:漏磁应尽量小,以减少绕组漏感。在结构上,使其便于绕线和引出线,这样不仅使变压器安装简单方便,同时对维修和生产都非常有帮助。在设计前进行合理规划,让变压器可以有足够空间进行散热。如果在设计中全面考虑了以上因素,那么这样的设计可以使得开关电源变压器更加安全、寿命更加持久。
在材料选择上尤为重要,而在磁心选择上就是关键。根据不同用途所需不同的材料,在我们的生活中最为广泛使用的是锰锌铁氧化磁心,它们适用于各种场合,如输入滤波等部分也会使用到高导磁率磁心。
确定芯片工作频率为70KHz,由外部RC设定,工作频率即为开关频率,这个外设功能有利于更好的设计,并且可采取外同步功能,与UC384X类似。EER28/28L类型AC2DC转换器,不宜超过100kHz,因为过高可能导致系统不稳定,更影响EMC通过性,频率太高会增加di/dt dv/dt值。这一点需要慢慢积累经验。
对于磁芯选取,是基于开关频率与功耗基础之上的多年经验选取。此外,还需要计算得到更多参数,如磁材、居里温度及特性等。这一过程需要时间来建立起来。在20W至40W范围内EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30等均可作为参考。
接下来,我们将计算并确定具体参数:
计算导通时间Ton:
Ton = T * Dmax / Fsw
代入已知数值得到Ton = 6.43us
计算初级匝数Np:
Np = Vin(min) * Ton / (ΔB × Ae)
使用已知数据得47T(必须整数)
输出12V主输出匝数Ns:
Ns = (Vo + Vd + Vs) / K
其中Vo=12Vdc, Vd=0.7V, Vs=0.5V, K=Vi_min/Np=120/47T≈2.55,
故Ns ≈ 6T(向下取整)
辅助绕组(output aux turning)匝数Na同样采用相同方法,因为ST VIPer53DIP副边反馈需低于14.5Vdc,因此选用12Vdc作为辅助;Na ≈ 6T
到此,我们基本获得了主要参数:原边45T,原边耦合容量约77uH,其中漏感约39uH;12V输出6T;辅助绕组亦以6T计。此后,只需提出要求给予制造商打样,即可开始生产过程。至于气隙计算及返回验证Dmax这些都是理论知识,不建议死搬硬套,而应灵活运用自己实际情况下的经验教训。