DIY反激小体积5W多路电源过程分享

设计目标:

电源电压:85-265V/50~60Hz输出电压:5V+12V/500mA(两路共地,5V主要用于单片机等器件,12V主要用于继电器及运算放大器供电),5V/100mA(单独一个地,通信或负电压用)

体积:

尽量小,模块化,立式安装,这样可以减小体积

下图就是我心心念的应用(补发图,用于大家感性认识):

原理图新鲜出炉,各位看官请提宝贵意见。本人是第一次设计开关电源,会有许多不足。使用VIPer22A也是因为这,为了保证成功率,先使用国外的片子。等熟练了再换国内的。

以下为VIPer22A主要特性:

  1. 低功耗离线开关电源初级转换开关
  2. 自动热关断
  3. 高压启动电流源输入
  4. 交流电压范围85-265Vac
  5. 固定60KHz开关频率
  6. 电流控制模式
  7. 辅助的欠压闭锁滞后功能
  8. 过温保护,过流和过压保护自动重启
  9. 工作温度:-40°C to 150°C

变压器使用EFD15,体积还是比较小的,下图展示了管脚1的定义。为什么选用4+5呢?因为我认为这样的引脚排列不容易装反。嗯,对!生产不容易出错。

绕线定义:

多路电源的交叉调整率怎麽样呢?大家请看下图:

这是布好线的样子。

其中,集成芯片用了大面积敷铜,以提高散热。电源指示灯除了用作工作指示,还用作了假负载。

正面照:

反面照:

待机功耗测试:

220V供电:

85V供电:

主路5V的效率:在250mA下,大概是:56%(12V和独立5V悬空,,不过有假负载存在)

主路5V的效率:在500mA下,大概是:56%(12V和独立5V悬空,,不过有假负载存在)

主路12V的效率:在200mA下,大概是:69%(主5V和独立5V悬空,不过有假负载存在)

主路12V的效率:在400mA下,大概是:71%(主5V和独立5V悬空,不过有假负载存在)

反激变压器有两个主要参数:电感量和匝数。

电感量决定功率大小,匝数决定是否磁饱和(能不能定义成一个变压器的问题,如果磁饱和就不是变压器了)。

电感量的计算:

我们知道,相同的电压和导通时间,电感越大,电流上升越缓慢。如果下所示:

那么电感量多少合适呢,这就有Ipeak决定。所以计算电感量先要计算Ipeak(初级峰值电流)。而Ipeak由次级功率及效率决定。这是我们要设计的参数是已知的。比如我要设计5V2A的电源,开关电源的效率一般是80%,则初级功率为:5*2/0.8=12.5W。或由下式直接计算。

其中:D为占空比。n为效率。为什么有个2呢?因为三角形面积是方形的一半。所以*2才是实际的电流。

由Ipeak决定电感量。

最低电压时,占空比最大,电流最大,情况最糟糕,所以用最小电压设计电感量。

科普:

平均输入功率=Pout/效率

平均输入电流=平均输入功率/输入电压   (最好使用最低输入电压,因此时输入电流最大)

导通时电感平均电流=平均输入电流/占空比

电感峰值电流=导通时电感平均电流*2 (这里的电感平均电流是斜率几何中心处)

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  • 自由者 2022-08-06 17:26
    厉害了,个人工作室。
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  • zqf12345 2022-03-11 15:11
    老师,能否分享一下资料
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  • 小木鱼硬件 2021-06-18 04:11
    感谢老哥分享
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  • scynliaogg 2021-03-24 23:23
    安规待完善,公式截图完整。
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  • 好学2019 2020-09-28 08:13
    可以
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  • bogshadow 2020-09-20 15:38
    这个东西很实用
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