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如何进行开关电源设计

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如何进行开关电源设计

发布日期:2016-05-19 00:00 来源:http://www。beiyuankeji。com 点击:

 开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过,也可以提出来供大家参考,我帮忙分析。

  我只带大家设计一款宽范围输入的,12V2A的常规隔离开关电源。

  1.首先确定功率,根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。在这里我会更多的选择是经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。

  2.选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计

  当我们确定用flyback拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。

广西11选5走势图  分立式:PWMIC与MOS是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式:就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。

  3.做原理图

  确定所选择的芯片以后,开始做原理图(sch),在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。

  设计前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下简单的参数。无论是选用PI的集成,或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。一般datasheet里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。

  4.确定相应的参数

广西11选5走势图  当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进行计算了。

  先附上相应的原理图。

 5.确定开关频率,选择磁芯确定变压器

  这里确定芯片工作频率为70KHz,芯片的频率可以通过外部的RC来设定,工作频率就等于开关频率,这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源,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的变换器,工作频率不宜设超过100kHz,主要是开关电源的频率过高以后,不利于系统的稳定性,更不利于EMC的通过性。频率太高,相应的di/dtdv/dt都会增加,除PI132kHz的工作频率之外,大家可以多参考其它家的芯片,就会总结自己的经验出来。

  对于磁芯的选择,是在开关频率和功率的基础,更多的是经验选取。当然计算的话,你需要得到更多的磁芯参数,包括磁材,居里温度,频率特性等等,这个是需要慢慢建立的。

  20W~40W范围内EE25EER25EER28EFD25EFD30等均都可以。

  关于变压器磁芯的选择

  功率大小:

  小于5w可使用的磁芯:

  ER9.5,ER11.5,EE8.3,EE10,EE13,RM4,GU11,EP7,EP10,UI9.8,URS7

  5-10W可使用的磁芯:

  ER20,EE19,RM5,GU14,EFD15,EI22,EPC13,EF16,EP13,UI11.5

  10-20W可使用的磁芯:

  ER25,EE20,EE25,RM6,GU18,EPC17,EF20

  20-50W可使用的磁芯:

  ER28,ETD28,EI28,EE28,EE30,EF25,RM8,GU22,

  PQ20,EPC19,EFD20

  50-100W可使用的磁芯:

  ER35,ETD34,EE35,EI35,EF30,RM10,GU30,PQ26,

  EPC25,EFD25

  100-200W可使用的磁芯:

  ER40,ER42,ETD39,EI40,RM12,GU36,PQ32,EFD30

  200-500W可使用的磁芯:

  ER49,ETD49,EC53,EE42,EE55,EI50,RM14,GU42,

广西11选5走势图  PQ35,PQ40,UU66

  大于500W可使用的磁芯:

  ER70,ETD59,EE65,EE85,GU59,PQ50,UU80,UU93

  磁芯与传输功率对照表


  6.设计变压器进行计算

  输入input:85~265Vac

  输出output:12V2A

  开关频率Fsw:70kHz

  磁芯core:EER28/28L

  磁芯参数:Ae82mm2

  以上均是已知参数,我们还需要设定一些参数,就可以进入下一步计算。

  设定参数:

  效率η=80%

  最大占空比:Dmax=0。45

  磁感应强度变化:ΔB=0。2

  有了这些参数以后,我们就可以计算得到匝数和电感量。

  输出功率Po=12V*2A=24W

  输入功率Pin=Po/η=24W/0。8=30W

  输入最低电压Vin(min)=Vac(min)*sqr(2)=85Vac*1.414=120Vdc

  输入最高电压Vin(max)=Vac(max)*sqr(2)=265Vac*1.414=375Vdc

  输入平均电流Iav=Pin/Vin(min)=30W/120Vdc=0。25A

  输入峰值电流Ipeak=4*Iav=1A

  原边电感量Lp=Vin(min)*Dmax/(Ipeak*Fsw)=120Vdc*0.45/(1A*70K)=770uH

  这里的4是一个经验值,当然也是我自己独家的经验。至于推导,不用那么麻烦,看下面的图,你就明白了,下面是DCM时的电流波形;至于CCM加一个平台,自己可以推导,很简单。


相关标签:控制与保护开关

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