电源适配器变压器计算与元器件选型资料分享！

电源

适配器设计计算23步骤 12V1.5A方案设计芯片：......1输入:100-264V 2输出：12V1.5A 3效率：84%(5级能效80.2%，为便于生产故选84%） 4Vcc：14V（选择VCC开启阀值） 5工作频率：60K （PFM）这里讲下PFM PFM优点空载时处于降频模式也就降低了我们的开关损耗和导通损耗及IC负载低于一定的时候进入睡眠模式就是IC规格书中写到的静态电流稳态电流，就是说降低了IC的消耗，缺点是纹波动态响应没有PWM好6Dmax：0.45 占空比大于0.5会带来环路不稳定的缺陷所以大家都控制在0.5以内7ΔBBs-Br)*n=ΔB=(390-55)*0.6=0.2TBs：390mT/100℃Br：55mT 各家参数不同安全值取0.3Tmax CCM连续模式，电流不为零，ΔB变小，n取60% ΔB取值个人习惯 8Vinmin、Vinmax计算： Vinmin=Vacmin*1.2=90*1.2=108V Vinmax=Vac*1.414=374V 9磁芯选择： AP=【（Po/η+Po）*10000】/（2*ΔB*ƒ*J*Ku） =【（18/0.84+18）*10000】/（2*0.2*60*1000*400*0.2） =394285.7/1920000=0.205cm4 ƒ=60*1000 （Hz） J电流密度=400 Ku绕组系数=0.2 EF25 AP=0.2376cm4 AE=51.8 mm2 设计经验：1、Ae值小效率低温度高，磁芯面积小扇热差，罐装磁芯辐射好，长宽磁芯漏感小。 2、Ae=Po*2 本人更喜欢这个公式Ae=18*2*1.4=50.4mm2 取：EF25：AE：51.8mm2 当然以上2种都可以选择。10Np计算：初级匝数：Np=VINmin*ton/ΔB/AE Np=108*7.5/0.2/51.8 =78.18T 取整79T 11NS计算：次级匝数：NS=（Vo+Vd）*（1-Dmax)*NP/（VINmin*Dmax） =（18+0.6）*（1-0.45）*78/（108*0.45） =11.12T取整11T 12N计算：匝比计算：N=Np/Ns=79/11=7.18T 13Iav计算平均电流:Iav=Po/η/Vinmin =18/0.84/108 =0.198A 14Ipk计算：峰值电流计算Ipk=Ipk1+Ipk2=Iav*2/Dmax =0.198*2/0.45=0.88A 15ΔI计算：电流变化率ΔI 计算：CCM Ip2=3Ip1DCM Ip1=00.88/4=IP1=0.220.22*3=IP2=0.66ΔI =Ip2-Ip1=0.66-0.22=0.44A16电流有效值CCM：Irms==0.88*0.512=.45A17Lp计算：初级电感量计算：Lp=Vinmin*ton/ΔI=108*7.5/0.44=1.8mH 我们实际使用的要比计算的小一些这里算一个经验值吧再乘以0.7=1.26mH18验证是否饱和：ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae=1.26*0.88/79/51.8=0.27T<0.3T 19Ipks计算：次级峰值电流：Ipks=Ipk*N=0.88*7.18=6.3A 20Irmss计算：次级有效值计算： CCM Irms=6.3*0.566=3.57A21Dp计算初级线径计算：Dp=(Irms/π/J)开根号*2 =(0.45/3.14/6)开根号*2=0.3mm J电流密度取5-7 22Ds计算：次级线径计算：Ds= （3.75/3.14/7）开根号*2=0.82mm绕不下的情况下降额70%=0.57J电流密度取6-8 集肤深度：导线线径不超过集肤深度的2倍，若超过集肤深度，则需多股并绕。δ=66.1/√∫cm=66.1/244.94=0.269mm 0.269*2=0.54多股线计算=0.7/根号股数=0.57/1.414=0.4mm*223Nvcc计算: 反馈绕组计算：Va=（Vo+Vd）/Ns=12.6/11=1.145V/T Nvcc=Vcc/Va =14/1.145 =12.22T 取12T Lp：1.2mm 1K0.25VNp：79T 0.3mmNs：11T 0.4*2mmNvcc：12T 0.15mmNP放在第一层这样每咋的长度最短减少匝间电容，起线放在MOS端使dv/di最大的部分被绕组屏蔽EMI较好Vcc绕组PSR放在最外层，有利于初次级耦合减少初级和Vcc绕组耦合有利于输出电压精度SSR模式将Vcc放在初次级之间充当屏蔽。尽量满层。变压器绕指的几个经验规则①初级绕组必须在最里层：这样可以缩短每匝导线的长度，减小其分布电容，同时初级绕组还能被其他绕组屏蔽，降低其电磁干扰。 ②初级绕组的起始端应接到MOSFET 漏极：利用初级绕组的其余部分和其他绕组将其屏蔽，较小从初级耦合到其他地方的电磁干扰。 ③初级绕组设计成2 层以下：这样能把初级分布电容和漏感降到最低，在初级各层间加1 绝缘层，能将分布电容减小到原来的1/4 左右。 ④绕制多路输出的次级绕组：输出功率最大的次级绕组应靠近初级，以减小漏感。如次级匝数少，无法绕满一层，可在匝间留间隙以便充满整个骨架，当然最好是采用多股并绕的方法。 ⑤反馈绕组一般在最外层：此时反馈绕组与次级绕组间耦合最强，对输出电压的变化反应灵敏，还能减小反馈绕组与初级绕组的耦合程度以提高稳定性。 ⑥屏蔽层的设计：在初、次级之间增加屏蔽层可减小共模干扰，最经济的办法是在初次级间专绕一层漆包线，一端接Vi（或Vd），另一端悬空并用绝缘带绝缘而不引出，线径可选0.35mm。但是因为线于线之间有间隙没有铜箔效果好。 ⑦铜片屏蔽带：可用1 铜片环绕在变压器外部，构成屏蔽带，相当于短路环，对泄漏磁场起抑制作用，屏蔽带应与Vd 连通 8. 安全试验：变压器绕好后在外面缠3 层绝缘胶带，插入磁芯，浸入清漆，然后进行安全测试。对于110V电源，初次级间应能承受2000V 交流试验电压，持续时间60s，漏电距离为2.5～3mm；对于220V 电源，需承受3000V 的交流试验电压，漏电距离为5～6mm。各绕组首尾引出端需加绝缘套管，套管壁厚不得小于0.4mm。下面聊下调试经验1/2*Lp*Ipk*Ipk*ƒ=Po/η PFM 变频模式这里要设计好频率一般满载60K 频率高了变压器和输入大点解温度会下降但是MOS温度会上升所以这里要调试一个平衡。1/4*N*Ipk=Io 匝比大了Ipk会下来MOS的温度会下降，肖特基反向电压下降，但是变压温度会上升 Vds电压会升高初级级之间加屏蔽，铜箔屏蔽要比线屏蔽效果好，线跟线之间存在缝隙。需要时磁芯外可以包外屏蔽但是屏蔽也是会产生损耗的效率会下降。在效率低Vds高的情况下可以采用三明治绕法提升效率减小Vds变压器计算完了，网上有很多计算方法我这算是结合验证还是蛮准的.元器件的选型1保险丝。 If=Iav/0.6*2（0.6为不带PFC） =0.198/0.6*2 =0.66A 电压额定输出电压90-240V 250V的保险丝即可。2压敏电阻：V1ma=a*Vinmax/b/c=1.2*374/0.85/0.9 =487.9V a：电压波动系数1.2 b：压敏误差系数0.85c：压敏老化系数 0.9 浪涌波形发生器对外输出有2欧的电阻，打1KV差模浪涌时流通容量：1000/2*2=1000A3输入大电容2Po=C=18*2=36uF 故此选择33uF电容如电容选小了会发生如下情况：1、纹波电流大会使电容发热。2、无法满足维持输出功率的能量导致带不起载。3、低频纹波大。4、在满足容量的情况下，尽可能的前面放一个小电容后面放一颗大电容，对0.5M前的EMI有很好的效果。这里注意电容越大MOS的温度会降低4X电容输入2pin为2类，输入3pin为1类，2类加强绝缘，1类基本绝缘。2类选择X2电容，容量越大传导效果越好，安规规定X电容超过0.1uF需要加释放电阻，保证输入断电1S内降到安全电压，输入峰值电压的37%0.65*R*Cx=1 如Cx0.22uFR=1/0.65/0.22=7Mmax Cx：uF R单位MR=1/0.65/0.22=7M max 我们选择R1A 1M R1B 2M 这里还要注意耐压我们选择2颗1206贴片电阻因其他放电回路X电容漏电流这些因数所以最好实测调试。5Y电容：根据初级峰值电压选取Y1，Y1参数交流额定工作电压250V 直流额定工作电压400V二类产品漏电流小于0.25mACY=Ileakage/2/π/ƒ/Vrmsmax=0.25/2/3.14/60/264*10-6=2.5nFmax可以选择不超过2500pF的电容我们先选择222/400V的，也可以选择2个Y2串联，电容串联容量减半，并联叠加。不要超过2500pF 具体选择根据EMI实际情况选择6滤波电感共模电感差模电感，理论上电感越大EMI效果越好，但是差模电感大电感带来的是匝数多，分布电容大，可能会适得其反。这里我一直按照个人经验，先选个20mH的感量（传导不过的情况下再试着加大感量）线径Dp=0.3*0.7=0.21mm7桥堆选择Vd=2√2*Vinmax=2*Vinmax=747V加470V压敏防雷击后其残压越800V左右*1.1（它表示在规定的冲击电流Ip通过压敏电阻器两端所产生的电压此电压又称为残压，所以选用的压敏电阻的残压一定要小于被保护物的耐压水平。）Vd=775*1.1=852.5V 471最大残压775VBR1=5*Iav=5*0.198=0.99A选择1A1KV8RCD吸收网上很多计算方法，我也看了很多实验了很多，我觉得算的没有意义太繁琐结果页不是很满意，先采取典型电路配置，个人更喜欢150K电阻，102的电容，加一颗慢管。电阻电容具体这么选择呢我觉得还是调试把效率和Vds调整到一个合适的平衡，二极管，我看过其他人先的文章说的都有道理，所以我一般能过辐射即可，这里注意满足有异音和这个管子及电容有关系。对于小功率推三极管的尽量还是选慢管可以减小MOS关闭时的震荡频率。9CS电阻Vcs 【太实用了】电源适配器变压器计算与元器件选型、细，全！.pdf (275.26 KB )

王茁珐 · 2019-8-14 09:07:44

下载了，谢谢分享

于扬 · 2019-8-14 09:25:41

谢谢分享

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2 条评论

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