如何设计开关电源变压器您知道它的参数介绍吗探索其电源电路图工作原理

导语:开关电源是通过精确控制开关管的打开和关闭时间,来维持稳定输出电压的一种电源技术。它通常由脉冲宽度调制器(PWM)控制集成电路(IC)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)组成。与线性电源相比,开关电源在高功率应用中成本的增长速度更快,但它们对于许多设备来说至关重要,并且可能容易出错。变压器开关电源解决了这些问题,它能够有效地调节输出电压,使得电子设备可以安全运行。

设计时,我们需要考虑几个关键因素:首先,漏磁量必须尽可能小,以减少绕组的漏感。在结构上,我们应该使其便于绕线和引出线,这不仅简化了安装过程,还有助于维修和生产。在设计前,我们需要进行合理规划,以确保变压器有足够的空间进行散热。如果在设计时全面考虑了这些因素,那么这样的设计将提高变压器的安全性和寿命。

选择材料也非常重要,其中磁芯是开关電源變壓器設計中的关键部分。根据应用不同,材料选择也会有所不同。在我们的日常生活中,最常见的是锰锌铁氧化物磁芯,它还用于输入滤波器,也适用于具有高导磁率的磁芯。在价格低廉、性能良好、高频性能好的优势下,它们被广泛使用。

确定工作频率为70KHz,可以通过外部RC网络设置。此外,这个系统支持外部同步功能,与UC384X系列功能相似。EER28/28L型号是变换器中的标准选项,而AC-DC转换器通常建议工作频率不要超过100kHz。这主要是因为过高的频率对系统稳定性不利,更影响到EMC兼容性增加。当di/dt 和 dv/dt 增加时,这些都成为考量点之一。

对于磁芯选择,我们需要结合开关频率和功率,同时更多地依赖经验判断。此外,还需要了解更多关于磁材、居里温度以及频率特性的参数。这是一个逐步建立起来的事实。而对于20W ~ 40W范围内,如EE25、EER25、EER28等都可用作参考。

最后,在计算完变压器初级匝数后,我们可以开始计算整个变压器的工作要求:

计算Ton周期时间T = Ton + Toff = 1/Fsw

根据Vin(min) * Ton / (ΔB × Ae),我们得到Np ≈ 47匝。

对于12V主输出:

输出伏数Vo: Vin_min / Np ≈ 120 Vdc / 47 T ≈ 2.55

输出匝数Ns: (Vo + Vd + Vs) / K, 其中Vd=0.7V, Vs=0.5V, K=2.55

辅助绕组(aux turning)输出同样计算方式,因为ST VIPer53DIP副边反馈需低于14.5 Vdc,所以选取12 Vdc作为辅助额定值Na = 6 T

经过以上步骤,我们基本上已经得出了原边绕组47T,以及原边及辅助绕组各自所需数量。这一步骤结束后,只需提出相关安规要求,即可向制造商发起样品制作请求;至于气隙大小及其返回验证Dmax等,都属于教科书上的概念,不建议死搬硬套,而应灵活运用自己的经验。

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