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PSR原边反馈电源设计的独特方法

发布时间:2020-06-30 18:08:25 阅读: 来源:箱体厂家

目前比较流行的低成本、超小占用空间方案设计基本都是采用PSR原边反馈反激式,通过原边反馈稳压省掉电压反馈环路(TL431和光耦)和较低的EMC辐射省掉Y电容,不仅省成本而且省空间,得到很多电源工程师采用。

本文引用地址:下面结合实际来讲讲我对PSR原边反馈开关电源设计的“独特”方法——以实际为基础。

要求条件:

全电压输入,输出5V/1A,符合能源之星2之标准,符合IEC60950和EN55022安规及EMC标准。因充电器为了方便携带,一般都要求小体积,所以针对5W的开关电源充电器一般都采用体积较小的EFD-15和EPC13的变压器,此类变压器按常规计算方式可能会认为CORE太小,做不到,如果现在还有人这样认为,那你就OUT了。

磁芯以确定,下面就分别讲讲采用EFD15和EPC13的变压器设计5V/1A5W的电源变压器。

EFD15变压器设计

目前针对小变压器磁芯,特别是小公司基本都无从得知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设计入手:

假设:初级248Ts在BOBBIN上采用分3层来绕,因多层绕线考虑到出线间隙和次层以上不均匀,需至少留1Ts余量(间隙)。

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

假设:初级248Ts在BOBBIN上采用分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,实际可用铜线直径取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采用NV线圈稳压,所以NV的漏感也需控制,仍然按整层设计,

得:NV线径=9.2/(38+1)=0.235mm,对应的铜线直径为0.215mm,实际可用铜线直径取0.2mm。也可采用0.1mm双线并饶。

到此,各线圈匝数就确定下来了。

绕完屏蔽后,保TAPE1层;

再绕初级,按以上计算的分4层绕制,完成后包TAPE1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TAPE1层;

再绕次级,包TAPE1层;

再绕反馈,包TAPE2层。

可能有人会说:怎么没有计算电感量?因前面说了,CORE的B/H不确定,所以得先从确定饱和AL值下手。

把变压器CORE中柱研磨一点,然后装上以上方式绕好的线圈装机,并用示波器检测Rsenes上的波形,见下图中R5。

输入AC90V/50Hz,慢慢加载,观察CORE有没有饱和,如果有饱和迹象,拆下再研磨……直到负载到1.1~1.2A刚好出现一点饱和迹象。(此波形需把波形放大到满屏观察最佳)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。

通过测量或查询BOBBIN资料可以得知,EFD15的BOBBIN的幅宽为9.2mm。

因次级采用三重绝缘线,0.4mm的三重绝缘线实际直径为0.6mm。

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