反激式开关电源的设计方法.docVIP

设计步骤: 产品规格书制作 设计线路图、零件选用. PCB Layout. 变压器、电感等计算. 设计验证. 设计流程介绍: 产品规格书制作 依据客户的要求，制作产品规格书。做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。 设计线路图、零件选用。 PCB Layout. 外形尺寸、接口定义，散热方式等。 变压器、电感等计算. 变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的， 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2) B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss之间，若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越高，所以可以做较大瓦数的Power。 决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power，但相对价格亦较高。 决定变压器线径及线数: 变压器的选择实际中一般根据经验，依据电源的体积、工作频率，散热条件，工作环境温度等选择。当变压器决定后，变压器的Bobbin即可决定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。 决定占空比: 由以下公式可决定占空比 ，反激电源的占空比一般小于0.5（最低输入电压下），占空比若超过0.5易导致振荡的发生。占空比确定后根据下面公式确定匝比。 NS = 二次侧圈数 NP = 一次侧圈数 Vo = 输出电压 VD= 二极管顺向电压 Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压 D =占空比 决定Ip值: 如果在连续模式，先定义好交流分量和直流的比值，根据输入平均电流计算出Ip，由Ip确定出电感量。 Ip = 一次侧峰值电流 Iav = 一次侧平均电流 Pout = 输出瓦数 效率 K=直流分量和Ip的比值 确定Lp， 知道Ip，根据K值，计算出交流分量ΔI。确定开关频率f，计算出Ton。计算出Lp Lp = 一次侧感量 Ton = 导通时间 ΔI = 交流分量 确定匝数Np，Ns 根据下面的公式 可以推导出： ，在根据，计算出次级匝数Ns 决定辅助电源的圈数: 根据Ns和Vo和辅助电源的电压Vcc计算出辅助电源的匝数： 以CRS10-05变压器计算: 输入66—160Vdc，输出瓦数10.6W(5.3V/2A) K=0.3，Dmax=0.42 设定=0.8，f= 200KHz ，T=5us， 变压器尺寸: 因电源尺寸限制，选用的磁芯的FEY12.8，Ae值：11.4mm2。 计算Ip 确定直流分量和Ip的比值：K，依据经验定为0.3。 计算Lp 由Ip和K值，计算出ΔI=Ip*（1-K）=0.736*（1-0.3）=0.515A 计算初级匝数： 取整：58匝。根据计算出Ns：6.79，取整7匝，为保证占空比变化不大，可以适当更改初级匝数，一般初级匝数要比计算值多一些，避免Bmax超标。 决定辅助电源的圈数: 假设辅助电源Vcc=12V 零件选用:（原理图参考网上的资料，内容稍全面一些） FS1（保险）: 由变压器计算得到Iin值，以此Iin值(0.42A)可知使用2A/250V的保险，设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。 TR1(热敏电阻): 电源启动的瞬间，由于C1(一次侧滤波电容)短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A，230V/60A)，但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值(否则会影响效率)，一般使用SCK053(3A/5Ω)，若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。 VDR1(压敏电阻): 当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端 (Fuse之后)，加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K)，但若有价格上的考虑，可先忽略不装。 CY1，CY2(Y-Cap): Y-Cap一般可分