开关电源采用单端反激电路,控制芯片采用UC2844,反馈电路采用典型的TL431电路,变压器磁芯为ETD34。开关电源输入电压范围DC400V-800V,总输出功率为40W,各路输出要求如下:
序号
| 负载
| 额定电流
| 绕组输出电压
| 功率
| 电压精度
| 5V/GND
| 控制板、键盘显示板、扩展I/O板、驱动板
| 0.6A
| 5V
| 3W
| 3%
| ±15V/GND
| 电流传感器、信号调理
| 0.15A
| ±15V
| 4.5W
| 5%
| 24VA/COMA
| 控制板外部接口、风扇、软启控制信号
| 0.25A
| 24V
| 6W
| 5%
| 24VB/COMB
| 风扇电源
| 0.6A
| 24V
| 15W
| 5%
| DP+/DP-
| 下桥驱动电源
| 0.24A
| 26V
| 6W
| 5%
| WP+/WP-
| W相上桥驱动电源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
| VP+/VP-
| V相上桥驱动电源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
| UP+/UP-
| U相上桥驱动电源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
|
2.选择开关管与输出整流二极管
开关管MOSFET:2SK2225 耐压值VDss=1500 V Id=2A
整流二极管:5V SB3100 VD=100V VF=0.85V IF=3A 考虑实际工作电流计算时取VF=0.4V
其他 ES1J VD=600V VF=1.7V IF=1A 考虑实际工作电流计算时取VF=1.5V

3.输入电压范围
开关电源从直流母线取电,工作电压范围400-800V
4.计算变压器的匝比(原边绕组与主反馈绕组之间)
考虑开关器件电压应力的裕量(Typ.=20%)
开关ON:0.8VD>VINmax/N+VO
开关OFF: 0.8VMOS>N(VO+VF)+VINmax 所以, 6≤N≤148,假定N=20 30
注:以下黄色部分为匝比N=30时的计算值
5. 最大占空比
DMAX= =0.21 0.28
6.计算原边电感
PO=40W,PIN=40/0.8=42.25W 开关频率取f=35KHZ
原边电感量LP= = =2.5mH 4.5mH
7.计算原边最小匝数
选用ETD34磁芯,Ae=97.10mm2;PC40材质,BS=0.39T, Br=0.06T, ΔBmax= BS- Br=0.33T,为了防止磁芯瞬间发生饱和,预留一定的裕量,取Bmax=0.75ΔBmax=0.248T
= = =6uS,最大导通时间; 8uS
N1min= = =99.66TS,取100匝。132.88TS,取150匝
8.副边匝数计算
+5V绕组,N3= , 5TS
辅助电源绕组,N2= =15TS 15TS
+15V绕组,N4= =15TS 15TS
-15V绕组,N5= =15TS 15TS
+24VA绕组,N6= =24TS 24TS
+24V绕组,N7= =24TS 24TS
DP绕组,N8= =24TS 25TS
WP绕组,N9= =24TS 25TS
VP绕组,N10= =24TS 25TS
UP绕组,N11= =24TS 25TS
为减小漏感,采样三明治绕法。
9.为了保证变压器运行在断续模式,需要预留死区时间,则Ton+Toff<T
变压器在导通期间的伏秒积必须与复位期间的伏秒积相等,则

Ton=6uS,N=20,则Toff=22uS,则Ton+Toff=28uS<28.6uS
10.原边电流峰值及有效值
初级电流峰值IP=VINTON/LP=0.96A
初级电流有效值I1= =0.25A
导线电流密度J=4A/mm2,则原边导线截面积Acu1=I1/J=0.085 mm2
绕组
| 电流有效值
| 电流密度
| 导线截面积
| 导线直径
| 实际线径
| 匝数
| 加线皮0.2
| 每层匝数最大值
| 实际绕的层数
| 每层绕的匝数
| 绕法
| 线材
| 挡墙
| N1
| 0.25
| 4
| 0.06
| 0.282
| 0.3
| 100TS
| 0.5
| 40
| 4
| 25
| 密绕
| 漆包线
| 加挡墙保证线包居中
| N2
| 0.03
| 4
| 0.01
| 0.098
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 1
| 15
| 均绕
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N3
| 0.6
| 4
| 0.15
| 0.437
| 0.5
| 5TS
| 0.7
| 28.57
| 3线并绕1层
| 5
| 并绕
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N4
| 0.15
| 4
| 0.04
| 0.219
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 15
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N5
| 0.15
| 4
| 0.04
| 0.219
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 15
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N6
| 0.6
| 4
| 0.15
| 0.437
| 0.5
| 24TS
| 0.7
| 28.57
| 1
| 24
| 均绕
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N7
| 0.25
| 4
| 0.06
| 0.282
| 0.3
| 24TS
| 0.5
| 40
| 1
| 15
| 均绕
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N8
| 0.24
| 4
| 0.06
| 0.276
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 四线并绕绕3层:9+8+8
| 24
| 并绕
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N9
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N10
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
| N11
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三层绝缘线
| 三层绝缘线无需加挡墙
|
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| 集肤深度
| 0.3538539
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|
| 槽宽
| 20mm
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| 1.4倍
| 0.4953954
| 最佳线径
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| 2倍
| 0.7077078
| 最大线径
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集肤深度:δ=6.61/ =0.035cm=0.35mm,一般情况下导线的直径不超过集肤深度的2倍,最佳为1.4倍,为0.49mm。
骨架槽宽为20mm
10、绕组分布

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