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【原創(chuàng)】12V2A 反激式開(kāi)關(guān)電源

  設(shè)計(jì)指標(biāo):

  輸入電壓:AC 85V~270V

  輸出電壓:DC 12V

  輸出電流:2A

 擬定工作效率:75%

 開(kāi)關(guān)工作頻率:100KHz

   

全部回復(fù)(164)
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2012-11-24 11:39

下面開(kāi)始高頻變壓器的設(shè)計(jì):

  第一步:假設(shè)占空比,對(duì)于反激式開(kāi)關(guān)電源,不妨取Dmax=0.45,開(kāi)關(guān)頻率100KHz。推出T=10us,Tonmax=4.5us

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老梁頭
LV.10
3
2012-11-24 11:40
@changming789
下面開(kāi)始高頻變壓器的設(shè)計(jì): 第一步:假設(shè)占空比,對(duì)于反激式開(kāi)關(guān)電源,不妨取Dmax=0.45,開(kāi)關(guān)頻率100KHz。推出T=10us,Tonmax=4.5us
占個(gè)座,支持樓主
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2012-11-24 11:40
@changming789
下面開(kāi)始高頻變壓器的設(shè)計(jì): 第一步:假設(shè)占空比,對(duì)于反激式開(kāi)關(guān)電源,不妨取Dmax=0.45,開(kāi)關(guān)頻率100KHz。推出T=10us,Tonmax=4.5us

計(jì)算對(duì)應(yīng)的最小直流電壓Vinmin=85*1.4=119V,波動(dòng)20V,故Vinmin=100V

最大直流電壓Vinmax=400V

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2012-11-24 11:43
@老梁頭
占個(gè)座,支持樓主[圖片]

謝謝,與其臨淵羨魚(yú)不如退而結(jié)網(wǎng),看了那么都牛人的大作,自己也想打造以一個(gè),拋磚引玉!大俠,多多指教!

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2012-11-24 11:46
@changming789
計(jì)算對(duì)應(yīng)的最小直流電壓Vinmin=85*1.4=119V,波動(dòng)20V,故Vinmin=100V最大直流電壓Vinmax=400V

根據(jù)伏秒平衡:Vinmin*Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*N,Vo表示輸出電壓,值12V,Vf表示次級(jí)整流二極管壓降,不妨設(shè)為1V。N表示初級(jí)線圈與次級(jí)線圈匝數(shù)比

 由前面的假設(shè)值,得N=6.29

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2012-11-24 11:49
@changming789
根據(jù)伏秒平衡:Vinmin*Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*N,Vo表示輸出電壓,值12V,Vf表示次級(jí)整流二極管壓降,不妨設(shè)為1V。N表示初級(jí)線圈與次級(jí)線圈匝數(shù)比 由前面的假設(shè)值,得N=6.29

總功率Po=Vo*Io=24W,

Pi=32W

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2012-11-24 11:55
@changming789
總功率Po=Vo*Io=24W,Pi=32W

變壓器初級(jí)峰值電流計(jì)算,假設(shè)Ip2=k*Ip1.取K=0.4

0.5*(Ip1+Ip2)*Vinmin*Dmax=Pi

代入數(shù)值得Ip1=1.137A,Ip2=0.454A

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2012-11-24 11:57
@changming789
變壓器初級(jí)峰值電流計(jì)算,假設(shè)Ip2=k*Ip1.取K=0.40.5*(Ip1+Ip2)*Vinmin*Dmax=Pi代入數(shù)值得Ip1=1.137A,Ip2=0.454A

根據(jù)V=L*dI/dT,

Lp=Vinmin*Tonmax/(Ip1-Ip2),Lp表示初級(jí)電感

Lp=660uH

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2012-11-24 12:06
@changming789
根據(jù)V=L*dI/dT,Lp=Vinmin*Tonmax/(Ip1-Ip2),Lp表示初級(jí)電感Lp=660uH

就需要這樣的帖子

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2012-11-24 12:14
@changming789
根據(jù)V=L*dI/dT,Lp=Vinmin*Tonmax/(Ip1-Ip2),Lp表示初級(jí)電感Lp=660uH

選擇變壓器磁芯

Aw*Ae=Pt*1000000/[2*K0*Kc*f*Bm*j*n]

其中:Pt輸出功率

        K0:窗口填充系數(shù)=0.4

       Kc磁芯填充系數(shù)=1(鐵氧體)

      Bm變壓器磁通密度=1500Gs

    j電流密度=5A/mm2

Aw*Ae=0.0595cm4

 

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2012-11-24 12:16
@changming789
選擇變壓器磁芯Aw*Ae=Pt*1000000/[2*K0*Kc*f*Bm*j*n]其中:Pt輸出功率       K0:窗口填充系數(shù)=0.4      Kc磁芯填充系數(shù)=1(鐵氧體)     Bm變壓器磁通密度=1500Gs   j電流密度=5A/mm2Aw*Ae=0.0595cm4 

由參考資料得  選用EI22骨架

Ap=Ae*Aw=0.33*0.383=0.126>需要的0.0595

因此可以選用EI22骨架

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2012-11-24 12:18
@changming789
由參考資料得 選用EI22骨架Ap=Ae*Aw=0.33*0.383=0.126>需要的0.0595因此可以選用EI22骨架
初級(jí)匝數(shù)Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm]=90.76
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2012-11-24 12:23
@changming789
初級(jí)匝數(shù)Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm]=90.76

計(jì)算氣隙Lp=u0*ur*Np*Np*Ae/g  其中g(shù)表示氣隙長(zhǎng)度

g=4*3.14*10-7*1*33.06*90.76*90.76/0.659=0.519mm

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2012-11-24 12:25
@changming789
計(jì)算氣隙Lp=u0*ur*Np*Np*Ae/g 其中g(shù)表示氣隙長(zhǎng)度g=4*3.14*10-7*1*33.06*90.76*90.76/0.659=0.519mm

次級(jí)匝數(shù)Ns=Np/N=14.4,取整得到15,對(duì)應(yīng)的Np取整得95

重新計(jì)算N=6.33

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2012-11-24 12:27
@changming789
次級(jí)匝數(shù)Ns=Np/N=14.4,取整得到15,對(duì)應(yīng)的Np取整得95重新計(jì)算N=6.33

驗(yàn)證Dmax

Vin*Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*N

Dmax=0.4517

計(jì)算值大于設(shè)定的0.45

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2012-11-24 12:28
@changming789
驗(yàn)證DmaxVin*Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*NDmax=0.4517計(jì)算值大于設(shè)定的0.45

不妨減小N,取N=6 ,Ns=15,Np=90

Dmax=0.438<0.45

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2012-11-24 12:30
@changming789
不妨減小N,取N=6,Ns=15,Np=90Dmax=0.438

對(duì)應(yīng)的Dmin=(Vo+Vf)*N/[(Vo+Vf)*N+Vinmax]=0.16

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2012-11-24 12:32
@changming789
對(duì)應(yīng)的Dmin=(Vo+Vf)*N/[(Vo+Vf)*N+Vinmax]=0.16

重新核算Ip1,Ip2,K

計(jì)算得Ip1=1.147A

Ip2=0.482A

k=0.42

與假設(shè)得很接近

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2012-11-24 12:35
@changming789
重新核算Ip1,Ip2,K計(jì)算得Ip1=1.147AIp2=0.482Ak=0.42與假設(shè)得很接近

初級(jí)電流有效值的計(jì)算

Ip(rms)*Ip(rms)=[Ton/3T*(Ip1*Ip1+Ip2*Ip2+Ip1*Ip2)]

Ip(rms)=0.5538

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2012-11-24 12:36
@changming789
初級(jí)電流有效值的計(jì)算Ip(rms)*Ip(rms)=[Ton/3T*(Ip1*Ip1+Ip2*Ip2+Ip1*Ip2)]Ip(rms)=0.5538

次級(jí)電流有效值Is=Ip(rms)*N=3.3A

 

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2012-11-24 12:39
@changming789
次級(jí)電流有效值Is=Ip(rms)*N=3.3A 

計(jì)算初級(jí)、次級(jí)導(dǎo)線的線徑

初級(jí)導(dǎo)線截面積:Ip(rms)/j=0.5538/5=0.11mm2

次級(jí)導(dǎo)線截面積3.3/5=0.665mm2

 

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2012-11-24 12:58
@changming789
計(jì)算初級(jí)、次級(jí)導(dǎo)線的線徑初級(jí)導(dǎo)線截面積:Ip(rms)/j=0.5538/5=0.11mm2次級(jí)導(dǎo)線截面積3.3/5=0.665mm2 

取初級(jí)導(dǎo)線線徑0.4mm 1根 90圈

次級(jí)導(dǎo)線線徑0.4mm 3根 15圈

輔組繞組圈數(shù)20圈 線徑0.4mm

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2012-11-24 13:00
@changming789
取初級(jí)導(dǎo)線線徑0.4mm1根90圈次級(jí)導(dǎo)線線徑0.4mm3根15圈輔組繞組圈數(shù)20圈線徑0.4mm
關(guān)鍵器件選型 輸入電容=2uF/W*Pi=70uF,取100uF/400V 鋁電解電容
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2012-11-24 13:01
@changming789
關(guān)鍵器件選型輸入電容=2uF/W*Pi=70uF,取100uF/400V鋁電解電容

控制IC選擇GR8836 

開(kāi)關(guān)管選取4N60

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2012-11-24 13:02
@changming789
控制IC選擇GR8836 開(kāi)關(guān)管選取4N60

次級(jí)整流管選擇 耐壓Vmax/N+V0=78V

取SB3100

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2012-11-24 13:03
@changming789
次級(jí)整流管選擇耐壓Vmax/N+V0=78V取SB3100

計(jì)算基本完成,未完待續(xù) 有圖有真相

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aczg01987
LV.10
28
2012-11-24 13:03
12V2A效率才75%?
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aczg01987
LV.10
29
2012-11-24 13:11
@changming789
下面開(kāi)始高頻變壓器的設(shè)計(jì): 第一步:假設(shè)占空比,對(duì)于反激式開(kāi)關(guān)電源,不妨取Dmax=0.45,開(kāi)關(guān)頻率100KHz。推出T=10us,Tonmax=4.5us
Ton=10us,Tonmax=4.5us這個(gè)?
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aczg01987
LV.10
30
2012-11-24 13:13
@changming789
根據(jù)伏秒平衡:Vinmin*Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*N,Vo表示輸出電壓,值12V,Vf表示次級(jí)整流二極管壓降,不妨設(shè)為1V。N表示初級(jí)線圈與次級(jí)線圈匝數(shù)比 由前面的假設(shè)值,得N=6.29

由前面的假設(shè)值,得N=6.29?

N是怎么的出來(lái)的?

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lybpotter
LV.4
31
2012-11-24 14:24
果斷mark
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