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:
- 低功耗离线开关电源初级转换开关
- 自动热关断
- 高压启动电流源输入
- 交流电压范围85-265Vac
- 固定60KHz开关频率
- 电流控制模式
- 辅助的欠压闭锁滞后功能
- 过温保护,过流和过压保护自动重启
- 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)