解密电源技术期刊开关电源变压器设计与参数揭秘
在探索电源技术期刊的宝库中,我们发现了开关电源变压器设计与参数介绍的奥秘。这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,通常由脉宽调制控制IC和MOSFET构成。与线性电源相比,开关电源成本随着输出功率增加而增长,但增长速率不同。对于许多设备来说,开关电源至关重要,同时也易受问题困扰。而变压器带来的解决方案极大地缓解了这些问题,使得我们的设备能够安全、正常运行。
在设计时,我们必须考虑到结构上的几个关键点:漏磁应尽量小,以减少绕组的漏感;结构应便于绕线和引出线,便于安装、维修和生产;合理规划以确保充足空间进行散热。如果我们能全面考虑以上因素,那么这样的设计将使得开关电源变压器更加安全、高效。
材料选择是另一个重要方面,其中磁心选用尤为关键,不同应用场景需要不同的材料。在日常生活中,最常见的是锰锌铁氧化磁心,它们在输入滤波器中也有所应用,由于价格低廉、适应性能好、高频性能好的优势,被广泛使用。
确定芯片工作频率为70KHz,并通过外部RC设定,这个外设功能有助于更好的设计 开关 电 源,同时可以采取外同步功能,与UC384X类似。变压器磁芯采用EER28/28L,一般AC2DC转换器不宜超过100kHz工作频率,因为高频会影响系统稳定性和EMC性能。此外,还需考虑di/dt, dv/dt等因素,以及PI132kHz以外其他芯片推荐,以总结经验。
对于磁芯选择,更是一个基于开关频率及功率基础的经验选取。而计算过程中,要得到更多磁芯参数,如磁材、居里温度以及频率特性,这些都是逐步建立起来的知识积累。在20W~40W范围内,EE25, EER25, EER28, EFD25, EFD30等均可作为参考。
接下来,将计算出的变压器初级匝数Np用于完成整个变换器工作。首先计算导通时间Ton,然后通过周期时间T = Ton + Toff = 1/Fsw来获得Ton值,再结合已知量Dmax(0.45)求得Ton=6.43us。此后,可以通过Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae)来计算Np值,即47T(进位整数)。
最后,对12V主输出进行匝数计算,每次循环增量0.5Vdc直至达到12 Vdc整流管压降(Vd)及绕组压降(Vs),并且要保证原边匝伏比(K)不低于Vi_min/Np=120 Vdc / 47 T = 2.55 输出匝数(Ns)= (输出电壓(Vo) + 整流管壓降(Vd) + 绕組壓降(Vs)) / 原邊匝伏比(K),即6T(已经是整数)。
此刻,我们基本上已经推算出了主要参数:原边绕组47T, 原边電感量0.77mH 漏感《5% * 0.77mH = 39uH;12V輸出為6T;辅助绕组Na=6T。这一系列数据提供给制造商打样后,就可以开始实际产品制作了。此时,只需提出关于绕线尺寸、股数、脚位耐oltage及安规要求,就能向制造商提交订单。在气隙或返回验证Dmax等细节上,也请灵活运用教科书理论,而不是死搬硬套,以适应具体情况。