自制0-30V可调直流稳压电源设计与参数介绍

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的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。它通常由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET构成。与线性电源相比,二者的成本随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。在很多应用中,开关电源是非常重要的,也往往是容易出现问题的地方。而变压器开关电源变压器的出现,便有效地解决了这个问题,有了这样的变压器,就可以帮助我们调节电源電壓,让我们的设备能够安全、正常使用。

在设计结构时,我们需要考虑几个关键点:首先要确保漏磁量小,以减少绕组的漏感;其次,要使结构便于绕线和引出线,这样不仅安装简单,便于维修生产;最后,在设计前进行合理规划,使得变压器有足够空间进行散热。如果在设计上全面考虑这些因素,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。

材料选择对于设计至关重要,而在磁心选择上尤为关键,不同用途下的磁心材料也有所不同。在日常生活中最广泛使用的是锰锌铁氧化磁心,它们适用于输入滤波部分也会使用到高导磁率磁心。由于软磁铁氧体价格低廉、适应性能好、高频性能好等优势,在今天被广泛采用。

确定芯片工作频率为70KHz,可以通过外部RC设定,这个外设功能有利于更好的设计 开关 电 源,也可以采取外同步功能,与UC384X功能相近。变换器中的EER28/28L型号一般AC2DC转换器,不宜超过100kHz,因为过高频会影响系统稳定性,更不利于EMC通过性,除了PI132kHz之外,还需多参考家用芯片总结经验。

对于磁芯选择,是基于开关频率和功率基础上的经验选取。当计算时,你需要得到更多的磁芯参数,如磁材、居里温度、频率特性等,这些都是慢慢建立起来的事物。在20W~40W范围内EE25, EER25, EER28, EFD25, EFD30等均可作为参考。

现在我们已经计算出了变压器的初级匝数Np = 47T,现在还需要得到相应的匝数才能完成整个变换过程:

计算Ton周期时间 T = Ton + Toff = 1/FswTon = T * DmaxFsw,其中Dmax已知为0.45代入上式得Ton = 6.43us。

计算初级匝数 Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae)。

计算12V主输出及辅助绕组输出匝数(以12Vdc为例):

输出匝数(Ns) = (Vo + Vd + Vs) / K

Na(aux turning)= Ns

根据ST VIPer53DIP副边反馈需低于14.5 Vdc,所以选取12 Vdc 作为辅助電壓;Na=6T

到此,我们基本获得了主要参数:

原边绕组:47T 原边電感量:0.77mH 漏感《5%* 0.77mH=39uH

12V输出:6T 辅助绕组:6T

下一步,只需提出具体要求,如线径股数脚位耐壓等安规方面的问题,就可以发给厂家打样了。气隙计算以及返回验证Dmax这些都是一些教科书上的内容,不建议死搬硬套,而应该灵活运用自己的判断。此文旨在提供一个完整且详细的手册,为读者提供一个从零开始制作自己直流稳压供者的全过程指南。