广州能达电源技术有限公司开关电源变压器设计与参数介绍

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。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,就很好的解决了这个问题。

在设计结构时,要考虑以下几点:漏磁一定要小,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的安装简单和方便,同时对变压器的维修和生产都是非常有帮助。在设计前进行合理规划,让空间充足并且能够进行有效散热。如果在设计上全面的考虑到了以上这几点因素,那么这样的设计可以使得开关電源變壓器更加安全、寿命更长。

在材料选择上十分重要,而在磁心选择上就是開關電源變壓器設計中的重中之重,依据開關電源變壓器用途不同材料也会有所不同。在我們周圍使用最為廣泛的是锰锌铁氧化磁心,在用于電力输入滤波器部分也會使用到高導磁率磁心。由于軟磁鐵氧體價格低廉、適應性能好、高頻性能好等優勢,在我們今天被廣泛地使用。

这里确定芯片工作频率为70KHz,芯片的频率可以通过外部RC来设定,工作频率就等于开关频率。这一点对于我们更好的設計開關電源也有利,可以采取外同步功能,与UC384X 功能相近。变换核心为EER28/28L,一般AC2DC 的转换系统,其工作频率不宜超过100kHz,因为过高可能会影响系统稳定性,更不利于EMC 的通过性。

对于核心选取,是基于開關頻率與功效基础上的经验選擇。当需要计算时,你需要得到更多核心参数,如物质、居里温度、频段特性等,这些都需要慢慢建立起来。此范围内EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均可供参考。

现在我们已经计算了変壓器初级匝数Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae),其中Vin(min) 为120Vdc,Ton为6.43us, ΔB=0.2T,Ae=82mm²,我们得出47个匝数(进位整数)。然后根据12V主输出要求,我们还需进一步计算:

1)計算導通時間Ton周期時間 T = Ton + Toff = 1/Fsw

Ton = T * Dmax / Fsw

Dmax已知,为0.45

2)計算初級匝數Np:

Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae)

Np ≈ 120 Vdc * 6.43us/(0.2 * 82mm²) ≈ 47T(进位整数)

3)計算12V 主輸出匝數Ns:

Vo: 输出应为12 Vdc,

Vd: 整流管泄放 voltage约0.7V,

Vs: 绕组泄放 voltage约0.5V,

K: 原边匝伏比Vi_min/Np=120 Vdc / 47T≈2.55,

Ns=(Vo+Vs+Vd)/K=(12+0.7+0.5)/2.55≈6T(已取整)

4)輔助绕组(aux turning)輸出的匝數Na:

Na=6T

至此,我们基本完成了変圧器主要參數原边绕组46T原边端子感量Hl=77uH,其中漆膜层吸收量Hm=39uH;辅助绕组共计6个圈下一步将这些数据提供给制造厂商以制作样品至於气隙間距,以及返回驗證Dmax這些都是一些教科书上的,不建议大家死搬硬套,以灵活处理实际情况。