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一起设计PSR原边反馈开关电源变压器

2014-11-14 16:41| 发布者: lfcx| 查看: 89| 评论: 0|来自: 网络

摘要: 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5V/1A, ...

一起设计PSR原边反馈开关电源变压器

2014-10-13 10:50      文章来源:  电源网      有460人阅读过

  

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,实际外径为0.12mm,NP铜线直径为0.12mm,实际外径为0.14mm,NS铜线直径为0.4mm,实际外径为0.6mm,TAPE采用0.025mm厚的麦拉胶纸。

NV 若采用铜线直径为0.2mm,实际外径为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 若采用铜线直径为0.1mm双线并饶,实际外径为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。

测量或查EFD15的BOBBIN的单边槽深为2.0mm,所以以上2种方式绕制的变压器都可行。

(2)EPC13的变压器设计

依 然沿用以上设计方法,测量或查BOBBIN资料可得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的绕线方式同EFD15,再这里就不再重复了。

以 上变压器设计出的各项差数是以控制漏感为出发点的,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,实际设计中会因次级绕线同名端对应 输出PIN位出现交叉,或输出飞线套铁氟龙套管,或供应商的制程能力,都会使次级线圈减少1~2圈,对应的初级和反馈也需根据匝比减少圈数,目前市场的竞 争导致制造商把IC内置MOS管的VDS耐压减小一点来节省成本,为保留更大的电压应力余量,需再减少初级匝数;以上的修改都会对EMC 辐射造成负面影响,对应的取舍还需权衡,但前提是必须使产品工作在DCM模式。

下面再以EPC13为实例,讲讲优化设计后的变压器设计。

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

再计算初级匝数,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,采用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成立。确定NP=135Ts。

反馈匝数,依然取反馈电压为15V,得,15/(5+0.55)*10=27Ts。

PSR线路设计变压器很关键,所以先讲变压器。

后续会继续讲出设计PSR的具体每个元件的设计,包括取样电阻,吸收回路,保护设计及EMC控制方法。

PSR电路一般OCP设计的不是很大,一般在120%左右,如果测试是以输入AC90/50Hz(没打错,不是60Hz哦),输出帯载到1.2A刚好出现一点饱和,实际烧机1.0A是不会饱和的,你可以试试,实际烧机后的OCP会在110%左右。

变压器10%的误差太大了点吧,变压器采用机械研磨误差没那么大。

匝数多可以提高一点电感量,可以让负载时的频率辐射低些,当然,你也可以把EFD15的匝数减少些,但EMC的处理就和EPC13一样需特别注意布线。

2

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,要保持是一条缓慢上升的斜线,如果在顶端出现突然上升,说明变压器有饱和迹象。

当然,变压器有一点饱和迹象,在实际中是可以长期烧机的,但因为电流突然上升会测试较强的辐射噪音,所以要控制到变压器不饱和为佳。

但不饱和就得再研磨CORE,降低电感量,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研磨到零界饱和点是最佳取舍方式。

12

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