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一同规划PSR原边反应开关电源变压器

PSR原边反馈设计开关电源变压器是工程师们常用的方法,对于新手来说,可能会存在很多疑惑,或不熟悉的地方,小编就针对这一情况和朋友们分享一款利用PSR原边反馈的开关电源变压器设计方法。全电压输入,输出5

PSR原边反应规划开关电源变压器是工程师们常用的办法,关于新手来说,或许会存在许多疑问,或不熟悉的当地,小编就针对这一状况和朋友们共享一款使用PSR原边反应的开关电源变压器规划办法。

全电压输入,输出5V/1A,契合动力之星2之规范,契合IEC60950和EN55022安规及EMC规范。

因充电器为了便利带着,一般都要求小体积,所以针对5W的开关电源充电器一般都选用体积较小的EFD-15和EPC13的变压器,此类变压器按惯例核算办法或许会以为CORE太小,做不到,假如现在还有人这样以为,那你就OUT了。

磁芯已确认,下面就别离讲讲选用EFD15和EPC13的变压器规划5V/1A 5W的电源变压器。

(1) EFD15变压器规划

目 前针对小变压器磁芯,特别是小公司根本都无从得知CORE的B/H曲线,因PSR线路对变压器漏感有所要求。所以从对变压器作最小漏感规划下手:已知输出 电流为1A,5W功率较小,所以铜线的电流密度选8A/mm2,次级铜线直径为:SQRT(1/8/3.14)*2=0.4mm。经过丈量或查询 BOBBIN材料能够得知,EFD15的BOBBIN的幅宽为9.2mm。因次级选用三重绝缘线,0.4mm的三重绝缘线实践直径为0.6mm.

为了减小漏感把次级线圈规划为1整层,次级杂数为:9.2/0.6mm=15.3Ts,取15Ts.

IC内部一般内置VDS耐压600~650V的MOS,考虑到漏感尖峰,需留50~100V的应力电压余量,所以反射电压需操控在100V以内,得: (Vout+VF)*n<100,即:n<100/(5+1),n<16.6,取n=16.5,得初级匝数 NP=15*16.5=247.5取NP=248,代入上式验证,(Vout+VF)*(NP/NS)<100,即(5+1)*(248 /15)=99.2<100,建立。

确认NP=248Ts.假定:初级248Ts在BOBBIN上选用分3层来绕,因多层绕线考虑到出线空隙和次层以上不均匀,需至少留1Ts余量(空隙)。

得:初级铜线可用外径为:9.2/(248/3+1)=0.109mm,对应的实践铜线直径为0.089mm,太小(小于0.1mm不易绕制),不可取。

假定:初级248Ts在BOBBIN上选用分4层来绕,初级铜线可用外径为:9.2/(248/4+1)=0.146mm,对应的铜线直径为0.126mm,实践可用铜线直径取0.12mm。

IC的VCC电压下限一般为10~12V,考虑到至少留3V余量,取VCC电压为15V左右,得:NV=Vnv/(Vout+VF)*NS=15 /(5+1)*15=37.5Ts,取38Ts.因PSR选用NV线圈稳压,所以NV的漏感也需操控,仍然按整层规划,得:NV线径=9.2 /(38+1)=0.235mm, 对应的铜线直径为0.215mm,实践可用铜线直径取0.2mm。也可选用0.1mm双线并饶。

到此,各线圈匝数就确认下来了。

下面来确认绕线次序。

因要作业在DCM形式,且选用无Y规划,DI/DT比较大,变压器磁芯研磨气隙会发生穿透力强杂散磁通导致线圈测验涡流,影响EMC噪音,所以需先在BOBBIN上选用0.1mm直径的铜线绕满一层作为屏蔽,且引出端接NV的地线。

绕完屏蔽后,保TAPE1层;再绕初级,按以上核算的分4层绕制,完成后包TAPE 1层,为减小初次级间的分布电容对EMC的影响,再用0.1mm的线绕一层屏蔽,包TAPE 1层,再绕次级,包TAPE 1层;再绕反应,包TAPE 2层。

或许有人会说:怎样没有核算电感量?

CORE的B/H不确认,所以得先从确认饱满AL值下手。把变压器CORE中柱研磨一点,然后装上以上办法绕好的线圈装机,并用示波器检测Rsenes上的波形,见图1中R5:

图1

输入AC90V/50Hz,渐渐加载,调查CORE有没有饱满,假如有饱满痕迹,拆下再研磨,直到负载到1.1~1.2A刚好呈现一点饱满痕迹, (此波形需把波形扩大到满屏调查最佳)OK,拆下变压器丈量电感量,此刻所测得的电感量作为最大值依据,再依据厂商制作才能恰当留+3%~+5%的差错规模和余量,如:丈量为2mH,则取2-2*0.05=1.9mH,差错为+/-0.1mH。现在再来验证以上参数变压器BOBBIN的绕线空间。

已知:E1和E2铜线直径为0.1mm,实践外径为0.12mm,NP铜线直径为0.12mm,实践外径为0.14mm,NS铜线直径为0.4mm,实践外径为0.6mm,TAPE选用0.025mm厚的麦拉胶纸。

NV 若选用铜线直径为0.2mm,实践外径为0.22mm;线包单边厚度 为:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE=0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.22+0.025*2=1.77mm。

NV 若选用铜线直径为0.1mm双线并饶,实践外径为0.12mm;线包单边厚度 为:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE=0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.12+0.025*2=1.67mm。

丈量或查EFD15的BOBBIN的单边槽深为2.0mm,所以以上2种办法绕制的变压器都可行。

(2)EPC13的变压器规划

依 然沿袭以上规划办法,丈量或查BOBBIN材料可得EPC13 BOBBIN幅宽为6.8mm,次级匝数为:6.8/0.6=11.3Ts,取11Ts;初级匝数为:11*16.5=181.5Ts,取182Ts;反 馈匝数为:15/(5+1)*11=27.5Ts;取28Ts。

EPC13的绕线办法同EFD15,再这儿就不再重复了。

以 上变压器规划出的各项差数是以操控漏感为起点的,各项参数(肖特基的VF,MOS管的电压应力余量)都是零界或限值,实践规划中会因次级绕线同名端对应 输出PIN位呈现穿插,或输出飞线套铁氟龙套管,或供货商的制程才能,都会使次级线圈削减1~2圈,对应的初级和反应也需依据匝比削减圈数,目前市场的竞 争导致制作商把%&&&&&%内置MOS管的VDS耐压减小一点来节约本钱,为保存更大的电压应力余量,需再削减初级匝数;以上的修正都会对EMC 辐射形成负面影响,对应的取舍还需权衡,但条件是有必要使产品作业在DCM形式。

下面再以EPC13为实例,讲讲优化规划后的变压器规划。

办法同上,先核算出次级,因考虑到输出飞线套铁氟龙套管或输出线与BOBBIN PIN位穿插,所以需预留1匝空间,得,次级匝数为:6.8/0.6-1=10.3,取10Ts.

再核算初级匝数,因考虑到为MOS管留更大的电压应力余量,所以反射电压取之前的75%,得:(Vout+VF)*n<100*75%,输出5V/1A,选用2A/40V的肖特基即可,2A/40V的肖特基其VF值一般为0.55V。

代入上式得:n<13.51,取13.5,得NP=10*13.5=135Ts;代入上式验证(5+0.55)*(135/10)=74.925<75建立。确认NP=135Ts。

反应匝数,仍然取反应电压为15V,得,15/(5+0.55)*10=27Ts。

PSR线路规划变压器很要害,所以先讲变压器。

后续会持续讲出规划PSR的详细每个元件的规划,包含取样电阻,吸收回路,维护规划及EMC操控办法。

PSR电路一般OCP规划的不是很大,一般在120%左右,假如测验是以输入AC90/50Hz(没打错,不是60Hz哦),输出帯载到1.2A刚好呈现一点饱满,实践烧机1.0A是不会饱满的,你能够试试,实践烧机后的OCP会在110%左右。

变压器10%的差错太大了点吧,变压器选用机械研磨差错没那么大。

匝数多能够进步一点电感量,能够让负载时的频率辐射低些,当然,你也能够把EFD15的匝数削减些,但EMC的处理就和EPC13相同需特别注意布线。

把这个波形在示波器上拉宽,看那条上升的斜线,那是电流上升的波形,要坚持是一条缓慢上升的斜线,假如在顶端呈现忽然上升,阐明变压器有饱满痕迹。

当然,变压器有一点饱满痕迹,在实践中是能够长时间烧机的,但由于电流忽然上升会测验较强的辐射噪音,所以要操控到变压器不饱满为佳。

但不饱满就得再研磨CORE,下降电感量,但CORE研磨多了,气隙大了,漏感和涡流也会增大,同样会影响EMC噪音,所以把CORE研磨到零界饱满点是最佳取舍办法。

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