5V,1A开关电源 参数表: 我做的第一版反激式开关电源是通过自激完成的。那些天我是参考ATX开关电源的辅助电源。本初的打算,是做一款中功率开关电源的辅助电源。但后来,由于六楼老师让帮他做一个5V,1A的开关电源。就顺便答应下来了。下面是我的第一版自激式反激电源的原理图。 附图: 这个电源有四个问题: 1. 没有完整而强有力的反馈,可能出现负载调整率过大 2. 输入滤波电容过大,导致一直烧保险丝,有一次甚至将整流二极管烧炸了一堆。 3. 没有EMI滤波环节,容易受电网干扰。 4. 开关管在上升沿时处于线性状态,发热量极大。效率上不去! 对于原理,开关ATX开关电源的应该都懂。他是靠电容的充电和放电来实现开关的,由稳压二极管做输出测定。这里不做详述。 第二版开关电源是用PI公司的TNY280PN做的。从某种程度上来讲,这款芯片已经很成熟了。且很好用。但我第一次做,就遇到了麻烦。 下面是图: 这个图我是看TNY280PN的英文手册做的。后来调了一天多,才发现,对于一个开关电源来说。变压器则是其核心动力部分。而根据手册,我的这款变压器初级电感量明显过大,适合做1K~10K的自激电源。而对于这个固定124K频率的家伙,根本无法用。结果就是,输出电压极低,并且稳不住,变压器极热。 第三款开关电源我依然用的自激。因为我想看看手机充电器的结构和原理。于是顺道做了一个5V,500mA的手机充电器。但发现,也是没有强有力的反馈回路,结果当然稳不住。图就不上了。网上一搜一大堆! 第四款开关电源算是我的最成功的一款。芯片还是TNY280PN,但变压器却是我实际计算而买的一款。效果真的不错!在1A负载下,开关管一点都不热! 上图:
下面我说说做这款反激电源的心得吧。一旦你掌握了一款反激式电源的制作方法,电源对你来说,就如鱼得水。很容易了。因为最难点不是电路的设计,而是变压器的设计。变压器作为开关电源的动力源,无论是哪个方面有问题,都会造成你的电源罢工!可能你现在看不出来,但那是早晚的事! 做电源,还有一点是安全措施。因为对于220V的电,足够让你死几回了!所以,在带电测量时,至少需要两个人。最好在输入加过流保护。就比如我上面的那款,输入过流是600ma.虽然不能起根本作用,但可以防止因为短路,造成变压器炸机(很危险)! 我做这款电源是就炸了两次,一次是整流二极管。眼睁睁看着四个二极管在冒火。没辙!第二次是一个电容过充了。直接炸了。我怀里到处都是碎片。 不过这次我的搭档前往广州参加应聘,从应聘情况来看。电源工程师这个职业还是靠的住的!所以,接下来,再打算做一款中功率开关电源。 再上几张这次反激电源的实物照吧。 下面附这次做变压器的全部计算过程。 EE22高频变压器设计 本次的开关电源采用反激式拓扑结构,高频变压器相当于一个储能电感。 1. 计算一次绕组电感量Lp. 假如效率η=80%,Krp=0.5. TNY280Y的开关频率f=132K. 注释:Krp=Ir/Ip.其中,Ip为高频变压器在CCM模式下一次侧的峰值电流。Ir为高频变压器一次侧的电流变化量。Krp定义为脉动系数!在CCM模式下,Krp<1.在DCM模式下,Krp=1. 本次的开关电源输出功率Po=5W.对于TNY280Y而言,Ilimit=0.8A 则Ip=Ilimit=0.8A.Ir=0.4A. 则根据公式Lp=(2Po)/( ηIr2f) 得:Lp=(2*5)/(0.8*0.16*132K)=6.35*10-4 当在临界状态下,Krp=1.此时Ir=0.8A. 则此时Lp=1.479*10-4 也就是说变压器一次侧的电感量可在148uH~635uh之间选择。 这里选取400Uh. 2. 选择磁心。 磁芯的选择用AP法。 根据公式:AP=Ae*Aw=(99Po)/((Bm-Br)*f)(单端正激变压器) 注释:Bm-Br为磁感应强度变化量。 则:AP=99*5/(0.15*132K)=0.025cm4 根据第二套公式: Sj=Ae=0.15* =0.336 根据常用磁心尺寸对照表,可选用EI22或者EE22. 3. 计算一次侧匝数Np. 本例选取最小输入电压102V。Dmax=0.52.Ae=0.336. Bm-Br=0.15. 则Np= 104 则Np=44. 一次侧电流有效值可根据公式 Irms=Ip * 此时Krp=0.8.Ip=0.8A.Dmax=0.52 则可得Irms=0.37A. 则二次侧电流峰值Isp=Ip(Np/Ns) 同理可得二次侧电流的有效值为: Isrms=Isp* 得Isrms=0.4452*Isp 4. 计算二次绕组匝数Ns. 二次侧绕组匝数Ns可根据公式; Ns=(Np/Uor)*(Uo+Uf1). 已知输出电压Uo=5V. Uor=130V. Uf1=0.8V 注释:Uor为二次反射电压。Uf1为整流二极管的压降。如果是肖特基通常取0.4V。如果是快恢复,通常取0.8V. 则根据上式可得:Ns=1.96.考虑漆包线铜损,这里取3匝。 二次绕组电流峰值为: Isp=5.42A. 二次侧电流有效值Isrms=5.52*0.445=2.45A 根据参数表,选用0.78mm的漆包线。 5.计算气隙长度 根据公式σ={(0.4*3.14Np2Ae)/(Lp)}*0.01 得σ=0.0065cm,即0.065mm. 气隙过小,可以忽略。 6. 检验最大磁通密度: 根据公式:Bm={(Ip*Lp)/(Np*Ae)}*0.01. Ip=0.8A Bm=0.21<0.3T. 磁通密度符合。 至此变压器的所有参数计算完毕! 附表: 常用EI型磁心尺寸参数表 型号 | | | EI16 | | | EI19 | | | EI22 | | | EI25 | | | EI28 | | | EI30 | | | EI33 | | | EI40 | | | EI50 | | | EI60 | | |
常用EE型磁心尺寸参数表 型号 | | | EE10 | | | EE13 | | | EE16 | | | EE19 | | | EE22 | | | EE25 | | | EE30 | | | EE33 | | | EE41 | | | EE50 | | | EE65 | | |
常用磁心型号与输出频率的对应关系 型号 | | | | EI10 | | | EI13 | | | EI16 | | | EI19 | | | EI22 | | | EI25 | | | EI28 | | | EI30 | | | EI35 | | | EI40 | | | EI45 | | | EI50 | | | EE8 | | | EE10 | | | EE13 | | | EE16 | | | EE19 | | | EE30 | | | EE35 | | | EE40 | | |
如有错误欢迎指正
|