對於現在國內製造產業發展壯大,特別是IT行業,手機、移動電源等低壓電壓器市場需求量很大,因此手機充電器、適配器等小型開關電源行業也迅速發展起來,則需求這方面的設計人才在不斷擴大,因此對於初學開關電源的人來說會遇到許多困惑,無從下手,在網上的資料許多都是零散的。充電器現在主要使用方案是原邊反饋的管理IC,再次最重要的是設計變壓器。下面就結合我自己過往一下實踐經驗分享一下,希望能對你有用。
工具/原料
首先確定你要的幾個參數:輸入電壓範圍、輸出電壓、輸出電流。 你的輸出紋波之類的在這就不介紹了,因為涉及選材方面很多,現在主要關於變壓器方面設計,為了形象一點,我舉例來:電壓範圍:90~265Vac 輸出電壓5V,輸出電流1000mA。
方法/步驟
確定磁芯骨架;開始選變壓器材質,先聲明原邊反饋不能按傳統的反激開關電源變壓器來計算。先確定選用的磁芯骨架,這個要結合自己產品的外殼等來選擇,一般選EE13這樣的磁芯骨架,按傳統計算5V/1000mA這個磁芯骨架是不夠大的。
確定次級繞組漆銅線徑;按設計參數來選擇線的電流密度,一般在有風吹的情況下 10A/平方電流,自然散熱 5A/平方電流,我通常選在4A/平方電流 做個大概估值,然後計算我們要的線徑。公式是:包漆線過流值=電流密度*包漆線園平面面積,如選個0.5mm 的線做為 變壓器次級繞組線則計算出能耐過流值是=4*(0.5/2)*(0.5/2)*3.14=0.785A,卻是785mA,如果其5A/平方,就是981mA,以經驗取0.5mm的線做次級過1000mA是可以的。
確定次級繞組圈數;測量骨架繞線曹的寬度,舉例為8mm寬,則為了減少變壓器的漏感和分佈電容,我們一般次級繞滿一層就行了。則其圈數為=曹寬/線值徑,即是8mm/0.5mm=16圈,因為繞線時大大小小都會有點縫隙這是無法避免的,一般取值在計算的少一兩圈,取14T.
確定初級繞組線徑;初級繞組因為線比較小取大點小沒多大區別,計算起電流來比較麻煩,在這就不做詳細計算了,這一般 就按經驗裡來取,一般 在0.15mm,0.21mm,0.22mm等著值,我通常選用0.21mm比較合適。小的發熱量會大點,大的成本高點。
確定初級繞組圈數;原邊反饋IC一般都是內置MOS管耐壓值在600V~650Vac。因此我設計時儘量控制反射電壓在100V以內,所以計算線圈比例係數有公式:
(輸出電壓Uo+整流管壓降Vf)*比例係數n<100,舉例Vf取1V ,
則有(5+1)*n<100,計算得n<16.6,取n=16. 則初級圈數=比例係數*次級圈數,即初級圈數=16*14=224圈。
確定輔助繞組圈數;根據IC需要電壓值,或取個典型值15V位輔助繞組電壓,則其繞組為=(輔助電壓Uf/(輸出電壓Uo+整流管壓降Vf))*次級圈數=15/(5+1)*14=35圈,線徑就取跟初級一樣或小一點即可。
確定電感量;在線都繞好焊好後,將磁芯用砂紙或其他東西把磁芯中間磨一點點,然後放進骨架接到電路板上,將輸入電壓調到最低電壓90Vac上電用示波器測量電流採集點小電阻處的電流波形,看磁芯是否有飽和,如飽和取下來再磨去一點,在波形正常時將負載慢慢加大,如飽和再磨直到 負載電流在1000Ma 再多處一點餘量時波形正常,則取下變壓器用電感表測量變壓器初級電感量就可確定其電感量值。基本完成了
注意事項
1. 測量波形時要注意安全,因為這是帶電測試
2. 設計變壓器還要結合IC分壓反饋電阻來調節,即可調到你要的電壓和電流,但願能幫到你,請幫點贊吧!