工业控制 | 能源技术 | 汽车电子 | 通信网络 | 安防监控 | 智能电网 | 移动手持 | 无线技术 | 家用电器 | 数字广播 | 消费电子 | 应用软件 | 其他方案

电路设计->电源电路图->稳压电源电路图->开关稳压电源设计

开关稳压电源设计

作者:dolphin时间:2011-05-04

开关电源电路设计指南
目的
希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不
吝指教.
2 设计步骤:
2.1 绘线路图、PCB Layout.
2.2 变压器计算.
2.3 零件选用.
2.4 设计验证.
3 设计流程介绍(以DA-14B33 为例):
3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明.
3.2 变压器计算:
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,以下即就DA-14B33 变压器做介绍.
3.2.1 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。
3.2.2 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。
3.2.3 决定变压器线径及线数:
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。
设计流程简介
3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):
由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle 的设计一般以50%为
基准,Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。


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 = 工作周期(Duty cycle)
3.2.5 决定Ip 值:


Ip = 一次侧峰值电流
Iav = 一次侧平均电流
Pout = 输出瓦数
h =效率
f = PWM 振荡频率
3.2.6 决定辅助电源的圈数:
依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压。
3.2.7 决定MOSFET 及二次侧二极管的Stress(应力):依据变压器的圈比关系,可以初步计算出变压器的应力(Stress)是
否符合选用零件的规格,计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准。
3.2.8 其它:
若输出电压为5V 以下,且必须使用TL431 而非TL432 时,须考
虑多一组绕组提供Photo coupler 及TL431 使用。
3.2.9 将所得资料代入

公式中,如此可得出
B(max),若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整。
3.2.10 DA-14B33 变压器计算:
输出瓦数13.2W(3.3V/4A),Core = EI-28,可绕面积(槽宽)=10mm,Margin Tape = 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm.
假设fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V,η =0.7,P.F.=0.5(cos θ),Lp=1600 Uh
计算式:
变压器材质及尺寸:
由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积(槽宽)=10mm,因Margin Tape
使用2.8mm,所以剩余可绕面积为4.4mm.
2 假设滤波电容使用47uF/400V,Vin(min)暂定90V。
l 决定变压器的线径及线数:

2 假设NP使用0.32ψ的线
电流密度

可绕圈数

假设Secondary使用0.35ψ的线

假设使用4P,则


决定Duty cycle:
假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5(使用schottky Diode)

决定Ip 值:


决定辅助电源的圈数:
假设辅助电源=12V

假设使用0.23ψ的线

若NA1=6Tx2P,则辅助电源=11.4V
决定MOSFET 及二次侧二极管的Stress(应力):

Ns



其它:
因为输出为3.3V,而TL431 的Vref值为2.5V,若再
加上photo coupler 上的压降约1.2V,将使得输出电压
无法推动Photo coupler 及TL431,所以必须另外增加
一组线圈提供回授路径所需的电压。
假设NA2 = 4T 使用0.35ψ线,则


关键词: 开关 稳压电源 设计

评论

EEPW网友 · 2012-05-29 09:55:52

不错

技术专区