
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,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。各個行業皆是如此。在電源網論壇里,就存在這樣一些人,他們時常能DIY出被網友們稱之為的經典設計,出于大家能夠共同學習的目的,小編抓住了難得的機會,整理了這些經典帖,供分享學習。
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
開關頻率 Fsw:65K
最大占空比 Dmax:0.40
因空間較小,要降低產品溫升,必須提高效率,目標設計效率η為83%。設定電源滿載工作在CCM模式,零界電流為輸出電流的比值E為85%。
下面進入計算過程:
1. 計算臨界模式時次級峰值電流:
2. 計算臨界模式時次級電感量:
取輸出整流二極管正向導通壓降VF=0.7V,則:
3. 計算初次級匝比:
4. 計算臨界模式時初級電感量:
5. 計算CCM模式時次級峰值電流:
6. 計算CCM模式時初級峰值電流:
7. 確定磁芯的△B:
采用JFE EE16 MB1H磁芯,其Ae=19.2mm2
MB1H磁芯材質特性如下:
由表中可得:
在100℃時,飽和磁通密度Bs=460mT,剩余磁通密度Br=80mT。
為了防止磁芯出現瞬態飽和效應,一般會預留部分余量,所以磁通密度取85%,則:△B=0.85*(460-80)=323mT=0.323T
8. 計算初級線圈匝數:
9. 計算次級線圈匝數:
次級匝數為9.2Ts,可取9Ts或10Ts。
10. 計算次級線圈直徑:
考慮到次級線圈匝數較少,電流密度Js可稍取大些,一般取4~6A/mm2,這里取j=6A/mm2,則:
取標準規格線徑0.65mm
11. 確認BOBBIN繞組結構和次級匝數:
次級0.65mm的三重絕緣線實際外徑為0.85mm,
從圖中可以看出,EE1614的BOBBIN幅寬為8.7mm,考慮到進出線需彎折和增加鐵氟龍套管,需預留約1Ts繞線空間則可繞線匝數為:
即可繞線匝數為9Ts,取次級匝數Ns=9Ts
12. 代算初級線圈匝數:
在線圈匝數取整的同時,需使初次級具有相同的安匝數。
根據次級調整后的初級匝數為:
13. 計算反饋線圈匝數:
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,取其正向導通壓降VD=1.1V,則:
14. 計算初級線圈輸入有效值電流:
15. 計算初級線圈直徑:
考慮到初級線圈匝數較多,且線包內部散熱不佳,取電流密度Jp=4A/mm2,則:
16. 確認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,最外層加強絕緣采用2層Tape;
則繞線結構如下圖:
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側視圖如下:
可以看出其可容納繞線深度為:
185mm < 3.075mm,即繞線結構OK。
到此,此變壓器設計算是完成。
其中,有2點需要注意:
1. 以上計算出來的電感量為零界模式時電感量,若需要工作在DCM模式,則適當減小此電感量;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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