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通过以上2帖,还怀疑EE16做不到10W的朋友就OUT了哦。。。。
下面分享下EE16设计5V/2.1A iPad充电器的过程。
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条件:
输入电压 Vin:AC90-264V,50/60Hz
输出电压 Vout:5V (4.75~5.25V)
输出电流 Iout:2.1A
开关频率 Fsw:65K
最大占空比 Dmax:0.40
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因空间较小,
要降低产品温升,必须提高效率,目标设计效率η为83%(此效率目标定义有部分原因受此帖影响http://bbs.dianyuan.com/topic/681174)。
设定电源满载工作在CCM模式,零界电流为输出电流的比值E为85%
下面进入计算过程:
1. 计算临界模式时次级峰值电流:
2. 计算临界模式时次级电感量:
取输出整流二极管正向导通压降VF=0.7V,则:
3. 计算初次级匝比:
4. 计算临界模式时初级电感量:
5. 计算CCM模式时次级峰值电流:
6. 计算CCM模式时初级峰值电流:
7. 确定磁芯的△B:
采用JFE EE16 MB1H磁芯,其Ae=19.2mm²
MB1H磁芯材质特性如下:
由表中可得:
在100℃时,饱和磁通密度Bs=460mT,剩余磁通密度Br=80mT。
为了防止磁芯出现瞬态饱和效应,一般会预留部分余量,所以磁通密度取85%,则:
△B=0.85*(460-80)=323mT=0.323T
8. 计算初级线圈匝数:
9. 计算次级线圈匝数:
次级匝数为9.2Ts,可取9Ts或10Ts。
10. 计算次级线圈直径:
考虑到次级线圈匝数较少,电流密度Js可稍取大些,一般取4~6A/mm2,这里取j=6A/mm2,则:
取标准规格线径0.65mm
11. 确认BOBBIN绕组结构和次级匝数:
次级0.65mm的三重绝缘线实际外径为0.85mm,
从图中可以看出,EE1614的BOBBIN幅宽为8.7mm,考虑到进出线需弯折和增加铁氟龙套管,需预留约1Ts绕线空间则可绕线匝数为:
即可绕线匝数为9Ts,取次级匝数Ns=9Ts
12. 代算初级线圈匝数:
在线圈匝数取整的同时,需使初次级具有相同的安匝数。
根据次级调整后的初级匝数为:
13. 计算反馈线圈匝数:
PWM IC 供电电压定义15V,反馈整流二极管采用普通硅整流二极管,取其正向导通压降VD=1.1V,则:
14. 计算初级线圈输入有效值电流:
15. 计算初级线圈直径:
考虑到初级线圈匝数较多,且线包内部散热不佳,取电流密度Jp=4A/mm2,则:
16. 确认BOBBIN绕线空间:
Vcc电流较小,NV线径取0.1mm,屏蔽绕组线径同样取0.1mm,0.1mm的漆包线外径为0.12mm;
绝缘Tape采用0.025mm后的麦拉胶带,每组线圈绕外加一层Tape,最外层加强绝缘采用2层Tape;
则绕线结构如下图:
绕线占用BOBBIN最小深度为:
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侧视图如下:
可以看出其可容纳绕线深度为:
2.185mm < 3.075mm,即绕线结构OK。
到此,此变压器设计算是完成。
其中,有2点需要注意:
1. 以上计算出来的电感量为零界模式时电感量,若需要工作在DCM模式,则适当减小此电感量;若需要电路工作在CCM模式,可稍增大此电感量;但需要考虑到磁芯饱和问题。
2. 对于△B取值,有条件的情况下建议取磁通密度的60%~75%
完。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。