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熱門 討論 ? 本文作者：後會(huì)絠萋 以 21V 63W 反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程為例作較為詳細(xì)的說明，公式的全過程不需要單位換算，只要跟著公式的每一步進(jìn)行演算，均可順利完成，非常適合初學(xué)者“摸石頭過河”。 由于本人水平有限，出錯(cuò)在所難免，歡迎大家批評(píng)指正！
? 輸入電壓：175-264VAC ? 輸出電壓：21V ? 輸出電流：3A ? 輸出功率：Po=63W ? 頻率設(shè)定在 60KHz ? 占空比初步定在 0.45 ? 反饋電壓取 14.5V ? 反饋電流取 100mA
總體拓?fù)?
變壓器計(jì)算 一、挑選磁芯 考慮成本因素選擇 PC40 材質(zhì)，查 PC40 資料得： Bs=0.39T Br=0.06T ^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T 為了防止磁芯的瞬間出現(xiàn)磁飽和，我取低 ^B 值，即 0.33T*0.6=0.198T(取 0.2T）
用 AP 法計(jì)算磁芯： AP=[(Po/^n+Po)*1000]/2*^B*Fs*1000*J*Ku) =[(63W/0.8+63W)*1000]/(2*0.2*60KHz* 1000*400*0.2) =0.738(mm4)
其中： ^n 是效率取0.8 Fs 開關(guān)頻率 60KHz J 電流密度取 400(A/cm2) Ku 銅窗系數(shù)取 0.2 根據(jù)上圖，選擇大于計(jì)算 AP 值的磁芯 EE3528。 相關(guān)參數(shù)是： Ae=84.8mm2 AP=1.3398cm4 Aw=158mm2 AL=2600nH/H2
二、電源設(shè)計(jì) 為了適應(yīng)突變的負(fù)載電流，我把電源設(shè)計(jì)在臨界電流模式。 臨界電流 IoB=0.8*Io=0.8*3A=2.4A
1.最小輸入電壓 Vimin=ViACmin*1.2=210V
2.匝比 n=[Vimin/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)] n=[210V/(21V+1V)]*[0.45/(1-0.45)] n=7.8
3.副邊峰值電流^IsB ^IsB=2*IoB/(1-Dmax) ^IsB=2*2.4A/(1-0.45) ^IoB=8.72A
4.次級(jí)電感 Ls=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*[1/(Fs*1000)]/^IsB*1000000 Ls=(21V+1V)*(1-0.45)*[1/(60KHz*1000)]/8.72A*1000000 Ls=23.58Uh
5.原邊電感 Lp=n*n*Ls Lp=7.8*7.8*23.58uH Lp=1434uH
6.連續(xù)模式時(shí)的副邊峰值電流 ^Isp=Io/(1-Dmax)+(^IsB/2) ^Isp=3A/(1-0.45)+(8.72A/2) ^Isp=9.81A
7.連續(xù)模式時(shí)的原邊峰值電流 ^Ipp=^Isp/n ^Ipp=9.81A/7.8 ^Ipp=1.257A
三、匝數(shù)計(jì)算 1.原邊匝數(shù) Np=Lp*^Ipp/(^B*Ae) Np=1434uH*1.257A/(0.2*84.8) Np=106.28T 取整 Np=106T 2.副邊匝數(shù) Ns=Np/n Ns=106T/7.8 Ns=13.58T 取整 Ns=14T 3.反饋匝數(shù) Nv=(Vcc+Vf)/[(Vo+Vf)/Ns] Nv=(14.5V+1V)/[(21V+1V)/14T] Nv=9.87T 取整 Nv=10T
四、磁芯的空氣間隙 Ig=Np*Np*0.000001256*Ae/(Lp/1000) Ig=106T*106T*0.000001256*84.8/(1434uH/1000) Ig=0.83mm 五、線徑 1. 原邊線徑 有效電流 Iprms=Po/^n/Vimin Iprms=63W/0.8/210V Iprms=0.375A dwp=1.13*0.3 J 電流密度取 4(A/mm2) dwp=0.339mm 用兩根直徑 0.18mm 的漆包線并繞。
2.次級(jí)線徑 dws=1.13*0.886 J 電流密度取 4(A/mm2) dws=1.0mm 用 4 根直徑 0.25mm 的漆包線并繞.
六、電流趨膚深度計(jì)算
^I=76.5/244.9 ^I=0.31mm 核對(duì) dwH=^I*2*0.9 dwH=0.558mm 多股并繞時(shí)的線徑必須小于或等于 dwH 值，單線繞制時(shí)，線徑如果超過 dwH 值就要考慮采用多股并繞。
變壓器結(jié)構(gòu)繞制：
元器件計(jì)算 1. 保險(xiǎn)絲計(jì)算
Iimax=Po/^n/Vimin Iimax=63/0.8/175 Iimax=0.45A FUSE=0.45*Kr FUSE=1.998A 保險(xiǎn)絲選擇 F2A250V 式中 Kr 值是 4.44046
2.輸入慮波電容計(jì)算
? 容量 C=Vo*Io*[2*3.14/f*(Vimin/3.14/3.14-4.44)] C=21*3*[2*3.14/50*(175/3.14/3.14-4.44)] C=105.2Uf ? 最大施加電壓 VH=Vimax*1.414 VH=264*1.414 VH=373.2V ? 電容選擇 100uF400V
3. 工頻整流管計(jì)算 4. 啟動(dòng)電阻計(jì)算 5. 功率開關(guān)計(jì)算 6. 振蕩頻率計(jì)算 7. 輸出整流管計(jì)算 8. 整流管 RC 吸收支路計(jì)算 9. 輸出慮波電容計(jì)算 10. 輸出電感計(jì)算 11. TL431 外圍元件計(jì)算 12. RCD 尖峰吸收支路計(jì)算 13. 電流檢測(cè)電阻計(jì)算
具體計(jì)算公式請(qǐng)閱讀原文哦~ |
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