最近项目需要,准备设计一款开关电源,但是第一次设计变压器,总感觉参数不对头,麻烦大家不吝赐教。
一、输入输出指标:
输入:9V-18V DC
输出:1、23V 300mA 给A相IGBT上桥驱动
2、23V 300mA 给B相IGBT上桥驱动
3、23V 300mA 给C相IGBT 上桥驱动
4、23V 300mA 给A、B、C相IGBT 下桥驱动
5、18V 100mA 后接LDO,转换成+15V,给模拟部分供电
6、-18V 100mA后接LDO,转换成-15V,给模拟部分供电
7、12V 200mA 给解码电路及外部需隔离的器件供电
8、6V 800mA 后接LDO,转换成+5V,给数字部分供电
+5V再后接+3.3V,+1.5V LDO,给MCU供电
效率:η = 85%
开关频率:fs=200kHz
二、基本参数计算
输入最小电压
VINmin=9V
输出功率
POUT=23×0.3×4+18×0.1×2+12×0.2+6×0.8=38.4W
输入功率
PIN=POUTη=38.40.85=45.2W
应使用45.2*3 = 135.2uF的输入电容,这里选择标准值330uF/25V的输入电容
三、确定VOR与VZ
VINmax= 18V
选择MOSFET为Infineon公司IPD144N06NG额定电压为60V,额定电流为50A,取20%安全余量,
VIN + VZ ≤ 50V
VZ ≤ 50V – 18V = 32V
选择稳压管为ON Semi公司1SMB5935BT3,其VZ典型值为27V
取
VOR =9V
四、匝比
输出二极管选择FairChild公司ES1A,正向导通压降为0.92V@1A,正向电流为1A
则6V绕组所需匝比为:
n6V =VORVO + VD=96 + 0.92= 1.301
取n6V=2
五、最大占空比(理论值)
VINmin = 9V
Dmax=VORVOR + VINmin= 99+9 =0.5
五、计算初级电感
LP=(VINmin×Dmax)22×PIN×fs×KRF
=(9×0.5)22×45.2×200×103×0.6
=1.87uH
取LP=2uH
其中KRF为电流纹波因子。
六、选择磁芯
由于输出功率为38.4W,留出余量,选择EE30(EF25)磁芯。其参数如下:
Ve=6290mm3,Ae=109mm2,le=57.7mm
(Ve=2990mm3,Ae=51.8mm2,le=57.8mm)
Ap=AwAe=73.35×109=7995mm4
(Ap=AwAe=91.7×51.8=4752mm4)
七、最小初级匝数
IPeak=2×KRF×PINVINmin×Dmax=2×0.6×45.29×0.5=12.05A
NPmin=LP×IPeakBm×Ae
=2×10-6×12.050.25×109×10-6
=0.88
取NP=2
八、初级、次级匝数关系
NS_6V=NPn6V=21.301=1.537T
取NS_6V=2T
则NP=2×1.301=2.6≈3T
NS_23V=23+0.926+0.92×2=7T
NS_18V=18+0.926+0.92×2=6T
NS_12V=12+0.926+0.92×2=4T
九、选择线径
十、计算气隙