1电气要求:
输入电压:AC 90-264V/50-60HZ输出电压:5±0.2 V输出电流:1A
2设计流程介绍:
2.1线路图如下:
说明:
W1,W3是做屏蔽用的,对EMI有作用;
Np是初级线圈(主线圈);
Nb是辅助线圈;
Ns次级线圈(二次侧圈数)。
2.2变压器计算:
2.2.1变压器的参数说明:
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,以浙江东磁公司的DMR40为例,100℃时的B(max)为4000 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3600 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。
2.2.2决定占空比:
由以下公式可决定占空比 ,占空比的设计一般以50%为基准,占空比若超过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) = 滤波电容上的最小电压值
D =占空比
2.2.3决定Pout,Ip,Lp,Nps,Np,Ns值:
Pout=V2 x Iout x 120%
V2=Vout + Vd + Vt
因为I1p是峰峰值,如下图:
所以
Lp=
简化后
Lp=
Nps=
Ip = 一次侧峰值电流
I1p = 一次侧尖峰电流值
Pout = 输出瓦数
Vd=开关二级关的正向压降一般为0.55V
Vt=输出滤波线圈的压降,一般取0.2V
开关变压器的转换效率
PWM震荡频率
Nps次级与初级的匝比
Np初级线圈圈数,Ns次级线圈圈数
2.2.4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。
2.2.5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。
2.2.6变压器计算:
输出瓦数10W(5V/2A),Core = EE-19,可绕面积(槽宽)=57mm,Margin Tape = 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm,Ae=52
假设fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V, =0.7,
计算式:
决定占空比:
假定D=0.48,f=45k
计算Pout,Ip,Lp值:
V2=Vout + Vd + Vt
=5+0.55+0.2=5.75
Pout=V2 x Iout x 120%
=5.75 x 2 x 1.2 =13.8W
= =0.69A
= 0.69/2.4=0.30A
Lp=
= =1.6mH
Nps=
=5.75/100=0.058
= =4.1取5圈
Np=5/0.058=88圈
辅助线圈电压为10V,则权数为
Nw4=10/100 x 88=9圈
变压器材质及尺寸:
由以上假设可知材质MBR40,尺寸=EE-19,Ae=0.52cm2,可绕面积(槽宽)=12mm,因Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可绕面积9.2mm.
决定变压器的线径及线数:
=0.69A
= 0.69/2.4=0.30A
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
电流密度=
假设使用4P,则
电流密度=
可绕圈数=
2.2.7设计验证
将所得资料代入 〈 0.3T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。
=1.6 x 0.69/(88 x 52) x 100
=0.28T<0.3T设计通过