
寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來;此句是中國流傳下來的一句古訓(xùn),喻為如果想要取得成績,獲取成就,就要能吃苦,勤于鍛煉,這樣才能靠自己的努力贏得勝利。各個(gè)行業(yè)皆是如此。在電源網(wǎng)論壇里,就存在這樣一些人,他們時(shí)常能DIY出被網(wǎng)友們稱之為的經(jīng)典設(shè)計(jì),出于大家能夠共同學(xué)習(xí)的目的,小編抓住了難得的機(jī)會(huì),整理了這些經(jīng)典帖,供分享學(xué)習(xí)。
本文來自javike的帖子。--------小編語。
條件:
輸入電壓 Vin:AC90-264V、50/60Hz
輸出電壓 Vout:5V (4.75~5.25V)
輸出電流 Iout:2.1A
開關(guān)頻率 Fsw:65K
最大占空比 Dmax:0.40
因空間較小,要降低產(chǎn)品溫升,必須提高效率,目標(biāo)設(shè)計(jì)效率η為83%。設(shè)定電源滿載工作在CCM模式,零界電流為輸出電流的比值E為85%。
下面進(jìn)入計(jì)算過程:
1. 計(jì)算臨界模式時(shí)次級(jí)峰值電流:
2. 計(jì)算臨界模式時(shí)次級(jí)電感量:
取輸出整流二極管正向?qū)▔航礦F=0.7V,則:
3. 計(jì)算初次級(jí)匝比:
4. 計(jì)算臨界模式時(shí)初級(jí)電感量:
5. 計(jì)算CCM模式時(shí)次級(jí)峰值電流:
6. 計(jì)算CCM模式時(shí)初級(jí)峰值電流:
7. 確定磁芯的△B:
采用JFE EE16 MB1H磁芯,其Ae=19.2mm2
MB1H磁芯材質(zhì)特性如下:
由表中可得:
在100℃時(shí),飽和磁通密度Bs=460mT,剩余磁通密度Br=80mT。
為了防止磁芯出現(xiàn)瞬態(tài)飽和效應(yīng),一般會(huì)預(yù)留部分余量,所以磁通密度取85%,則:△B=0.85*(460-80)=323mT=0.323T
8. 計(jì)算初級(jí)線圈匝數(shù):
9. 計(jì)算次級(jí)線圈匝數(shù):
次級(jí)匝數(shù)為9.2Ts,可取9Ts或10Ts。
10. 計(jì)算次級(jí)線圈直徑:
考慮到次級(jí)線圈匝數(shù)較少,電流密度Js可稍取大些,一般取4~6A/mm2,這里取j=6A/mm2,則:
取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格線徑0.65mm
11. 確認(rèn)BOBBIN繞組結(jié)構(gòu)和次級(jí)匝數(shù):
次級(jí)0.65mm的三重絕緣線實(shí)際外徑為0.85mm,
從圖中可以看出,EE1614的BOBBIN幅寬為8.7mm,考慮到進(jìn)出線需彎折和增加鐵氟龍?zhí)坠?,需預(yù)留約1Ts繞線空間則可繞線匝數(shù)為:
即可繞線匝數(shù)為9Ts,取次級(jí)匝數(shù)Ns=9Ts
12. 代算初級(jí)線圈匝數(shù):
在線圈匝數(shù)取整的同時(shí),需使初次級(jí)具有相同的安匝數(shù)。
根據(jù)次級(jí)調(diào)整后的初級(jí)匝數(shù)為:
13. 計(jì)算反饋線圈匝數(shù):
PWM IC 供電電壓定義15V,反饋整流二極管采用普通硅整流二極管,取其正向?qū)▔航礦D=1.1V,則:
14. 計(jì)算初級(jí)線圈輸入有效值電流:
15. 計(jì)算初級(jí)線圈直徑:
考慮到初級(jí)線圈匝數(shù)較多,且線包內(nèi)部散熱不佳,取電流密度Jp=4A/mm2,則:
16. 確認(rèn)BOBBIN繞線空間:
Vcc電流較小,NV線徑取0.1mm,屏蔽繞組線徑同樣取0.1mm,0.1mm的漆包線外徑為0.12mm;
絕緣Tape采用0.025mm后的麥拉膠帶,每組線圈繞外加一層Tape,最外層加強(qiáng)絕緣采用2層Tape;
則繞線結(jié)構(gòu)如下圖:
繞線占用BOBBIN最小深度為:
0.20+0.20+0.025+0.12+0.025+0.85+0.025+0.12+0.025+0.20+0.20+0.025+0.12+0.025+0.025=2.185mm
EE1614 BOBBIN側(cè)視圖如下:
可以看出其可容納繞線深度為:
185mm < 3.075mm,即繞線結(jié)構(gòu)OK。
到此,此變壓器設(shè)計(jì)算是完成。
其中,有2點(diǎn)需要注意:
1. 以上計(jì)算出來的電感量為零界模式時(shí)電感量,若需要工作在DCM模式,則適當(dāng)減小此電感量;若需要電路工作在CCM模式,可稍增大此電感量;但需要考慮到磁芯飽和問題。
2. 對(duì)于△B取值,有條件的情況下建議取磁通密度的60%~75%。
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