开关电源模块设计与参数介绍
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。它一般由脉宽调制控制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,但二者增长速率各异。开关电源对于许多设备来说至关重要,也常常是易发故障的环节。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。
在设计開關電源變壓器时,我们需要考虑以下几个关键点:首先,漏磁应尽量减小,以减少绕组的漏感。在结构设计上,要使其便于绕线和引出线,这不仅使变压器安装简单,便于维修,同时也对生产具有帮助。在设计前进行合理规划,让变压器有足够空间进行散热。如果在设计開關電源變壓器上全面考虑了以上这些因素,那么这样的設計可以使開關電源變壓器更加安全寿命更长。
在选择材料方面,对於磁心尤为重要,它依据開關電源變壓器用途不同而有所不同。在我們日常生活中使用最为广泛的是锰锌铁氧化磁心,在用于電力输入滤波器部分也会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,在今天被广泛应用。
确定芯片工作频率为70KHz,这个外设功能有利于我们更好的設計開關電 源,也可以采取外同步功能,与UC384X 功能相近,变压器磁芯为EER28/28L,一般AC2DC 的转换机,工作频率不宜设超过100kHz,因为过高頻會影響系統穩定性,更不利於EMC 的通過性。
对于選擇適合的磁芯,是基於開關頻率和功率之間多年的實踐經驗選取。此外還需計算得出更多的參數包括:能耗特性、居里溫度、高温損耗等,這些都是需要慢慢建立起來的事情。20W ~ 40W範圍內EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均都可應用。
當我們進行計算時,我們已經算出了変壓子的感抗量現在我們還需要得到相應匝數才可以完成整個變流機械元件的設計:
計算導通時間Ton周期時間T = Ton + Toff = 1/Fsw
Ton = T * Dmax / Fsw
Dmax為已知值為0.45代入上式可得Ton = 6.43us
計算原边匝数Np:
Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae)
计算12V主输出匝数Ns:
Vo = (Vo + Vd + Vs) / K
Na 为已知值,为6T
计算辅助绕组(output of the auxiliary winding):
Na 为已知值,为6T
通过以上计算,我们基本上已经得到了变压子的主要参数原边绕组:47T 原边感抗量:0.77mH 漏感《5%* 0.77mH = 39uH
12V输出:6T 辅助绕组:6T
下一步,我们只要将绕组尺寸脚位耐压等安规方面要求提出,就可以向制造商发出样品订单了至于气隙计算,以及返回验证Dmax 这些都是一些教科书上的,不建议大家死搬硬套,用自己的经验灵活处理。