由简到难!大师教你一步一步设计开关电源

2020-07-08 15:57字体:
  

  的第一步便是看规格,实在的良众人都有接触过,也可能提出来供众人参考,我襄理理解。

  1.起初确定功率,依照实在哀求来选取相应的拓扑布局;云云的一个开闭电源众选取反激式(flyback)根本上可能知足哀求。正在这里我会更众的选取是履历公式来算计,有必要理解的,可能拿出来再说论。

  当咱们确定用flyback拓扑举办安排此后,咱们必要选取相应的PWMIC和MOS来举办初阶的电途道理图安排(sch)。无论是选取采用分立式的照旧集成的都可能本身研讨。对内里的算计我还会举办剖析。

  分立式:PWMIC与MOS是离开的,这种便宜是功率可能自正在搭配,纰谬是安排和调试的周期会变长(仅从安排角度来说);集成式:便是将PWMIC与MOS集成正在一个封装里,省去安排者良众的算计和调试分步,适合于刚初学或速捷开辟的情况。

  确定所选取的芯片此后,入手下手做道理图(sch),正在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)举办安排。

  安排前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下轻易的参数。无论是选用PI的集成,或384x或OBLD平分立的都必要参考一下datasheet。普通datasheet里都市附有轻易的电途道理图,这些道理图是咱们的安排根据。

  当咱们将道理图实行此后,必要确定相应的参数才调进入下一步PCBLayout。当然分别的公司分别的流程,咱们必要听命相应的流程,养成一个优良的安排民风,这一步恐怕会有初阶评估,道理图确认,等等,签核完毕后就可能举办算计了。

  这里确定芯片办事频率为70KHz,芯片的频率可能通过外部的RC来设定,办事频率就等于开闭频率,这个外设的效用有利于咱们更好的安排开闭电源,也可能选取外同步效用。与UC384X效用附近。

  普通AC2DC的变换器,办事频率不宜设领先100kHz,苛重是开闭电源的频率过高此后,晦气于体例的平稳性,更晦气于EMC的通过性。频率太高,相应的di/dtdv/dt都市填充,除PI132kHz的办事频率除外,众人可能众参考其它家的芯片,就会总结本身的履历出来。

  关于磁芯的选取,是正在开闭频率和功率的根蒂,更众的是履历抉择。当然算计的话,你必要取得更众的磁芯参数,包含磁材,居里温度,频率特质等等,这个是必要缓缓作战的。

  这里的4是一个履历值,当然也是我本身独家的履历。至于推导,不消那么费事,看下面的图,你就明了了,下面是DCM时的电流波形;至于CCM加一个平台,本身可能推导,很轻易。

  到此最苛重的一步原边电感量依然求出,关于漏感及气隙,我不提议诸位再去算计和验证。

  上面算计了变压器的电感量,现正在咱们还必要取得相应的匝数才可能实行通盘变压器的办事。

  4)算计变压器辅助绕组(auxturning)输出的匝数算计技巧与12V主绕组输出相通由于STVIPer53DIP副边反应需低于14.5Vdc,故抉择12Vdc行动辅助电压;Na=6T到这一步,咱们根本上就得出了变压器的苛重参数原边绕组:47T原边电感量:0.77mH漏感

  线径与旧例电阻相通,都是有定值的,记住几种常用的定值线径。这里,原边电流较量小,可能直接选用0.25一股。辅助绕组0.25一股。主输出绕组0.4或0.5三股,不消选取更粗的,不然绕制起来,漆包线的硬度会使操作工人很难绕。

  良众这一步算计过了此后,还会返回算计以验证变压器的窗口面积。片面以为返回验证是众余的,由于绕制不下的话,打样的变压器厂也会反应给你,而你验证通过的,正在本质中也不必定会通过;结果与本质绕制历程中的熟练度,及稀少照旧有很大相闭的。

  从外面上来说,这个值选的越大,对后级就越好;从本钱上研讨,咱们不会无控制的去抉择大容量。此处选值47uF/400Vdc85℃或105℃依照相应的利用情况来决计;电容不必要高频,平时低阻抗的就可能了。

  此处电容必要顺应高频低阻的特质,这个值也可能选值变大,但条件务必是正在反应环内。由于是闭环精度限度,故取值470uF/16Vdc

  这里电源就可能选两颗470uF/16Vdc,加一个L,阻成CLC低通滤波器。

  根本上到这里,PCB上必要外形确定的器件依然实行,即PCB封装实行;下一步就可通过前面的道理图(SCH)界说好器件封装。

  由sch天生收集外,正在PCBfile里界说好板边然后加载相应的封装库此后,可能直接导入收集外,举办组织;由于这个板相比照较轻易,也可能直接布板,导入收集外是一个特地好的安排民风。

  PCBlayout重心不是奈何连线,最苛重的是若何组织;普通来说组织OK的话,画板就轻松众了。

  1)RCD汲取片面与变压器造成的环面积尽量小;云云可能减小相应的辐射和传导。

  2)地线尽量的短和空旷,包管相应的零电平有利于基准的平稳;同时VIPER53DIP这颗DIP-8的芯片散热的苛重通道。

  3)正在di/dtdv/dt转变较量大的地方,尽量减小环途和加宽走线,低落不须要的电感特质

  附上相应的图,N久之前的版本,可能刷新的地方良众,诸位自行参考:目前这一块板仍不绝正在分娩。

  咱们前几步依然算计了变压器,PCBLayout实行此后,此时就可能确定变压器的同名端,无缺的界说变压器,并发出去打样或本身绕制。

  从道理图及PCB图上,1,6,7,8,9为同名端,本身绕制时,起线需从这几个脚位起,同对象绕制。

  输出整个脚位全用上,目标是不蹧跶,同时低落输出绕组的内部阻抗。可能将PCB和变压器发出去打样了,剩下便是确定更众的参数并备料。

  D106:FR107(耐压算计同上,选FR101亦可,尽速将电源里器件整合,故选FR107)

  R102:是一个分压电阻,苛重用来控制Vdd的电压;0~100R限度内选,调试时,依照实在情形调剂

  R103与C105构成一个RC收集,用于设定VIPer53的办事频率,它的办事频率可能高达300kHz,不外正在AC-DC里我不提议行使那么高的频率。正在VIPer53datasheet里有一个弧线,不外不是很利便,我将常用的频率设定外,收拾一下,贴出来众人参考。

  8脚TOVL是一个延时珍惜的,此处可能直接选104实在参数,依照利用时,来调剂这个值。

  C104-47uF/50V(电解电容)C103-104这是一个一阶惯性枢纽,正在副边反应状况下,以副边反应的积累收集为主,正在失反应此积累收集才变为主收集。

  L201-10uH3A的工字电感,与E201E202造成一个低通滤波器,能更好地逼迫纹波,可算计,正在这里我不修议来算计,可能依照调试中所曰镪的题目再来调剂。

  R205-1k这个值的算计>

  Vo-Vopdiode(光耦内发光二极管的压降)/Imin(光耦发光二极管最小击穿电流)

  C202-104这个也可能到时依照本质情形来调剂,不必要去用公式举办繁杂的算计。

  CY103-这个是Y电容可能选,实在依照安规的耐压来抉择,都可能正在后续的办事中举办调剂。

  调试所必要的轻易配置(必要的):调压器,示波器,万用外;辅助配置:功率计,LCR电桥,电子负载

  焊完板此后,举办静态搜检,倘使有LCR电桥的话,可能先测一下变压器同名端,电感量等参数此后再焊接。

  静态搜检:苛重看有没有虚焊,连锡等;静态测试此后,可能用万用外测一下输入,输出是否处于短途状况;剩下就可能举办加电测试了。

  开闭电源的AC输入接入调压器,或者AC输入接入功率计再接至调压器,调压器处于0Vac;示波器接正在STVIPER53DIP的DS两头或低级绕组两头亦可,互换耦合;万用外电压档测输出,并空载。

  从0Vac入手下手升,会看到示波器上波形会有浮动(改成直流耦合会很真切看到电压正在上升)。当调压器的电压至40~60Vac区间时,倘使示波器波形还没有转变的线Vac,从头搜检电源板。

  普通空载状况,正在40~60Vac区间时,开闭电源会入手下手办事,STVIPER53DIP也会进入办事形式,示波器上Vds波形会入手下手寻常。

  看输出电压是否抵达预设值?未抵达,退回0Vac搜检采样,反应及输出回途。倘使都OK的状况下,再研讨将输入电压升至220Vac。听命以上方法调试的话,不会展示爆片或炸机形势。

  备注:示波器必要断绝,或只许可LN输入,未断绝条目下PE的线不行接入,不然极易变成短途。

  带载照旧提议一点一点地加,也监控着示波器,这里就省去一步一步加载历程,直接上手了

  原来开闭电源初学很轻易,最好的初学是选用单片的,结果省去了启动电阻,电流检测电阻,MOS及驱动,珍惜电途等各式不确定成分的题目。等你真正初学了,堆集必定的履历,再采用分立的布局举办安排就轻易众了,凡事先易后难才有先进。

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