整理手機(jī)充電器設(shè)計(jì)變壓器

1、精品文檔第三章變壓器設(shè)計(jì)RCC變換器的核心設(shè)計(jì)就是開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì),許多書上都有介紹,但是不太實(shí)際,講 得比擬繁瑣和抽象,此章我也會(huì)先講理論,再講如何簡(jiǎn)化開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)更貼近現(xiàn) 實(shí).第一節(jié)開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)理論下面我們以輸出功率為5瓦以下的開關(guān)電源為例,講解一下開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì).1 電氣要求：1 輸入電壓：AC 90-264V/50-60HZ2. 輸出電壓：5 ±).2 V3. 輸出電流：1A2 設(shè)計(jì)流程介紹：2.1線路圖如下：FIK1 佗S)FIB3 F)初JPIN4GSJFIBS 帖F)FIH2o說(shuō)明：W1,W3是做屏蔽用的,對(duì)EMI有作用;Np是初級(jí)線圈(主線圈);Nb

2、是輔助線圈；Ns次級(jí)線圈(二次側(cè)圈數(shù)).2.2變壓器計(jì)算：2.2.1變壓器的參數(shù)說(shuō)明：依據(jù)變壓器計(jì)算公式B(max) Lp x Ip x100 GaussNp x AeB(max)= 鐵心飽合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次側(cè)電感值(uH)Ip = 一次側(cè)峰值電流(A)Np = 一次側(cè)(主線圈)圈數(shù)Ae = 鐵心截面積(cm2)B(max)依鐵心的材質(zhì)及本身的溫度來(lái)決定,以浙江東磁公司的DMR40為例,100C時(shí)的B(max)為4000 Gauss設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮零件 誤差,所以一般取30003600 Gauss之間,假設(shè)所設(shè)計(jì)的power為Adapter(有外殼)那么應(yīng)取3000 Gaus

3、s左右,以防止鐵心因高溫而飽合, 一般而言鐵心的尺寸越大,Ae越高,所以可以做較大瓦數(shù)的Power.2.2.2決定占空比：由以下公式可決定占空比,占空比的設(shè)計(jì)一般以 50%為基準(zhǔn), 占空比假設(shè)超過(guò)50%易導(dǎo)致振蕩的發(fā)生.Ns _ (Vo Vd)x(1 D)Np 一 Vin(min)xDNs =二次側(cè)圈數(shù)Np = 一次側(cè)圈數(shù)Vo =輸出電壓Vd=二極管順向電壓Vin(min)=濾波電容上的最小電壓值 D =占空比2.2.3 決定 Pout, Ip, Lp,Nps,Np,Ns 值：Pout=V2 x lout x 120%V2=Vout + Vd + Vt精品文檔I1pPoutVin(min) x

4、 D x由于I1p是峰峰值,如下列圖:11 prms =I1p6Lp=所以Vin x Vin x Ton x Ton x2Pout x T簡(jiǎn)化后Vin x TonLp=11 prmsM vd)x(1D)Vin(min) xDNps x 11 prms x L1p 6Nsx10Ae x B maxIp = 一次側(cè)峰值電流I1p = 一次側(cè)尖峰電流值Pout =輸出瓦數(shù)Vd=開關(guān)二級(jí)關(guān)的正向壓降一般為 0.55VVt=輸出濾波線圈的壓降,一般取 0.2V二開關(guān)變壓器的轉(zhuǎn)換效率f二PWM震蕩頻率Nps次級(jí)與初級(jí)的匝比Np初級(jí)線圈圈數(shù),Ns次級(jí)線圈圈數(shù)224決定變壓器線徑及線數(shù)：當(dāng)變壓器決定后,變壓器

5、的Bobbin即可決定,依據(jù)Bobbin的槽 寬,可決定變壓器的線徑及線數(shù),亦可計(jì)算出線徑的電流密度,電流 密度一般以6A/mm2為參考,電流密度對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)而言,只能當(dāng) 做參考值,最終應(yīng)以溫升記錄為準(zhǔn).2.2.5決定輔助電源的圈數(shù)：依據(jù)變壓器的圈比關(guān)系,可決定輔助電源的圈數(shù)及電壓.2.2.6變壓器計(jì)算：輸出瓦數(shù)10W(5V/2A),Core = EE-19,可繞面積(槽寬)=57mm, Margin Tape = 2.8mm每邊),剩余可繞面積=4.4mm,Ae=52假設(shè) fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V,=0.7,計(jì)算式：決定占空比：假定 D=0.48,f=45k計(jì)算

6、Pout,Ip,Lp 值：V2=Vout + Vd + Vt=5+0.55+0.2=5.75Pout=V2 x lout x 120%=5.75 x 2 x 1.2 =13.8W.2Pout11 p Vin(min) x D x=13.8100 x 0.5 x 0.8=0.69A11p r msI1p6=0.69/2.4=0.30ALp=Vin x TonI1p x f=100 x 0.50.69x45000=1.6mH(Vo SD)Vin(min) xD=5.75/100=0.058L1px106Ns.= Nps x Ws xAe x B max0.058 x 0.69x1.66=x10 =

7、4.1 取 5 圈52 x 0.3Np=5/0.058=88 圈輔助線圈電壓為10V,那么權(quán)數(shù)為Nw4=10/100 x 88=9 圈變壓器材質(zhì)及尺寸：由以上假設(shè)可知材質(zhì) MBR40,尺寸=EE-19,Ae=0.52cm,可繞面積(槽寬)=12mm,因 Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可繞面積9.2mm.決定變壓器的線徑及線數(shù)：2PoutI1- Vinmn；Dx 毛盼I1pr ms I1p = 0.69/2.4=0.30A<6假設(shè)Np使用0.32書的線_ _0.303.14x廣0 32 f3.14x0.1024I2丿可繞圈數(shù)=剩余線徑面積線徑4 412.57圈0.32 0.

8、03假設(shè)Secondary使用0.35書的線電流密度=3.14x0.35 V23.14x0.0289二 22.07A假設(shè)使用4P,那么22 07電流密度=0- =5.5A4可繞圈數(shù)=4.40.35 0.03= 11.57 圈2.2.7設(shè)計(jì)驗(yàn)證將所得資料代入B(ma) = Lpxx100 Gauss 0.3T公式中,如此可得出 NpxAeB(max),假設(shè)B(max)值太高或太低那么參數(shù)必須重新調(diào)整.LpxlpB(maX)x100 GaussNpxAe=1.6 x 0.69/(88 x 52) x 100=0.28T<0.3T設(shè)計(jì)通過(guò)第二節(jié)開關(guān)變壓器的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)其實(shí)開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)是可以簡(jiǎn)化

9、的,主要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)做調(diào)整,先用理論來(lái)設(shè)計(jì)樣品, 安裝好后進(jìn)行調(diào)試,根據(jù)實(shí)際情況再來(lái)調(diào)整變壓器參數(shù),設(shè)計(jì)的產(chǎn)品多了,設(shè)計(jì)就會(huì)更加簡(jiǎn)單了,下面的表格就是筆者設(shè)計(jì)變 壓器常用的計(jì)算公式,所有的變壓器參數(shù)都已經(jīng)設(shè)定好了,只要輸入藍(lán)色字體的參數(shù)就可以得出變壓器的 各項(xiàng)電氣參數(shù),這樣大大簡(jiǎn)化了變壓器的設(shè)計(jì),紅色字體是公式中自動(dòng)計(jì)算的,初學(xué)者不能進(jìn)行更改,下 面我來(lái)講解一下參數(shù)的輸入設(shè)定：1.2. 將你所要設(shè)計(jì)的開關(guān)電源的輸出參數(shù)輸入表格,此表中列出了4個(gè)輸出參數(shù),分別為電壓輸出1,電流輸出1;電壓輸出2,電流輸出2 ;電壓輸出3,電流輸出3;電壓輸出4,電流輸出4;3. 輸入你所用的磁芯特性參數(shù)：有效磁芯截

10、面積,有效磁路長(zhǎng)度,初始磁導(dǎo)率,這三個(gè)參數(shù)是磁 芯的核心參數(shù),一定要根據(jù)磁芯廠家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定；4.4. 其他的參數(shù)我已經(jīng)在表中列好了,可以不作更改即可,需要注意的是當(dāng)計(jì)算出來(lái)的最大磁通密度大于磁芯規(guī)格書中的 B值時(shí)100攝氏度,應(yīng)重新更改氣隙長(zhǎng)度再計(jì)算,直到計(jì)算出來(lái)的最 大磁通密度小于磁芯規(guī)格書中的B值為止；6.5. 另外,計(jì)算出來(lái)的初級(jí)線圈的匝數(shù)是可以調(diào)整的,調(diào)整比為土10%左右,此時(shí)對(duì)應(yīng)電感和 B值 都會(huì)發(fā)生變化,經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整即可到達(dá)理想值；8.6. 輔助繞組與初級(jí)繞組的比一般為1: 10,如果太小,會(huì)影響驅(qū)動(dòng)水平,太大有會(huì)影響輸出效率 和靜態(tài)功耗,初學(xué)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)試結(jié)果再確定；1

11、0.11.此計(jì)算表格的源文件是 EXCEL表格,需要的人士敬請(qǐng)參考我們網(wǎng)站中的下載中央的規(guī)定,謝謝！Model no : 5W 1AItem諛焙電壓編出1VoVdc5 60電淤錨出1IqA1 QOJWW5.00=Vo*Io電壓輔由玄Vdc訥電癥輸由2AC.QO貞辛出金W0.00=Vo2*ro2電壓輔由WVdc0.00電癥輸出3A0.00功率輸也2W0.00=Vo3*Io3電壓輔由4Vdc0 00電癥輸出4A0.00功審筍由"W0.00-Vo4*Lo4製殆聿牡曲PoWMl=Po 1+Po2i-Po3+Po4傲率踰-C.7J筍入場(chǎng)電Anwri.67=PoiT低圧交流輸人W吧wJCO.CO任雄直血管人VLdcVdc10 A .00=VinL+1.4幵羌覿辜fM居QO創(chuàng)舷大占空出Dma-0.5Q2狂區(qū)時(shí)間TduS0 50幵羌整城二股兩正雁壓轉(zhuǎn)Yd¥0.(50M坤ZJ成19.11=VL(ir*D2tiax/i；(Vo+V(l)i,t*(l -Dniix-Td*)開去告孌堆軌査IpakA0.27=：PiiJ(VL血*Dt)JK大電再Luff314).78=VL"忙 眄兀嚴(yán)Ipeak)有敢截麗軼血mm £23 00有傾爵賂岳度kmm40.00初胎碗導(dǎo)率sjr-2500 00&障