交流稳压电源设计与参数介绍
导语:开关电源是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。开关电源一般由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET构成。相较于线性电源,二者的成本随着输出功率的增加而增长,但增长速率各异。开关电源对于很多设备来说是很重要的,也往往是很容易发生问题的环节。而变压器开关电源变压器的出现,就很好地解决了这个问题,有了开关電壓調節器,就可以有效地帮助我们调节電壓,让我们的設備能够安全、正常使用。
在设计開關電壓調節器时,我们需要考虑以下几点:
漏磁量一定要小,这样可以减小绕组的漏感。在结构设计上,使其便于绕线和引出线这样不仅使变压器安装简单方便,同时对变压器维修和生产都是非常有帮助。
在设计前进行合理规划,让變壓器有充足空间和機能進行散熱。如果在設計開關電壓調節器上全面考虑到了以上這些點,那麼這樣設計可以使開關電壓調節者更加安全,寿命更加持久。
在材料选择上十分重要,而在磁心选择上就是開關電壓調節者的重中之重,依据開關電伏比用途不同材料的選擇也有所不同。在我們身邊使用最為廣泛的是锰锌铁氧化磁心,在用于輸入滤波部分也會使用到高導磁率磁心。由于软磁铁氧体价格低廉、适应性能好、高频性能好等优势,在我們今天被廣泛應用。
这里确定芯片工作频率为70KHz,由於UC384X功能相近,我們通常AC2DC轉換變流體制下的工作頻率不宜設置超过100kHz,這主要是因為頻率過高對系統穩定性不利,更不利於EMC通過性。
对于磁芯选择,是在開關頻率和功率基础之上的,更多的是经验选取。当计算的时候,你需要得到更多の參數包括B-H曲線、居里溫度、頻段特性等等,這個是在慢慢建立經驗过程中逐渐形成的一套方法论。
接下來,我們將計算變圧子的初級匝數Np = Vin(min) * Ton / (ΔB × Ae),其中Ton = T * Dmax Fsw;Dmax已知為0.45;70kHz代入可得Ton = 6.43us Np = 120Vdc * 6.43us / (0.2T × Ae) ≈47T(这里数值需向上取整,因为不能只绕半圈或非整圈)
接着計算12V主輸出匝數Ns:
Vo = 12 Vdc + Vd + Vs
Ns = Vo / K
其中K为Vi_min / Np=120Vdc/47T≈2.55
Ns=(12+0.7+0.5)/2.55=6T(已取整)
最後,我们还需要计算輔助繞組(aux turning)輸出的匝數,以ST VIPer53DIP副边反馈需求低于14.5 Vdc,因此選擇12 Vdc作為輔助伏特;Na=6T
至此,我们基本就得出了変阻元件主要参数原边繞組:47T 原边 电感量:0.77mH 漸增<5%* 0.77mH ≈39uH
12V输出:6T 辅助繞組:6T
下一步,只要将繞組線徑 股數 脚位 耐壓 等安規方面要求提出,就可以發給變阻元件廠家去打樣了。至於氣隙計算,以及返回驗證 Dmax 這些都是一些教科書上的,不建議大家死搬硬套,用自己的經驗灵活一些。