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资深工程师教你如何一步步设计隔离式开关电源

发布时间:2020-07-21 18:36:32 阅读: 来源:白板厂家

开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过;也可以提出来供大家参考,今天网友举例来说明,例如:设计一款宽范围输入的,12V2A的常规隔离开关电源。

本文引用地址:首先确定功率

根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback) 基本上可以满足要求备注一个,我们选择经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。

2.选择相应的PWM IC 和 MOS

当我们确定用 flyback 拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWM IC 和 MOS 来进行初步的电路原理图设计(sch)无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。

分立式:PWM IC 与 MOS 是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说)。

集成式:就是将 PWM IC 与 MOS 集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。

3.参考datasheet,画原理图

确定所选择的芯片以后,开始做原理图(sch),在这里我选用 ST VIPer53DIP(集成了MOS) 进行设计,原因为何(因为我们是销售这一颗芯片的)设计之前最好都先看一下相应的 datasheet,自己确认一下简单的参数

无论是选用 PI 的集成,或384x 或 OB LD 等分立的都需要参考一下 datasheet一般 datasheet 里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步 PCB Layout,当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进行计算了。

图1 开关电源原理图

图2 开关电源设计内部框图当然针对 UC384X 等需要启动电阻的芯片来说,计算启动电阻阻值的话,可以这样Rstart = (Vin(min) - Vdd ) / Istart

Rstart: 启动电阻

Vin(min): 输入最低直流电压

Vdd: 芯片的供电电压

Istart: 芯片的启动电流

4.确定开关频率,选择磁芯确定变压器

这里确定芯片工作频率为 70KHz,芯片的频率可以通过外部的 RC 来设定,工作频率就等于开关频率,这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源,也可以采取外同步功能。与 UC384X 功能相近变压器磁芯为EER28/28L。一般 AC2DC 的变换器,工作频率不宜设超过 100kHz,主要是开关电源的频率过高以后,不利于系统的稳定性,更不利于 EMC 的通过性。频率太高,相应的 di/dt dv/dt 都会增加,除 PI 132kHz 的工作频率之外,大家可以多参考其它家的芯片,就会总结自己的经验出来。对于磁芯的选择,是在开关频率和功率的基础,更多的是经验选取。当然计算的话,你需要得到更多的磁芯参数,包括磁材,居里温度,频率特性等等,这个是需要慢慢建立的20W ~ 40W 范围内 EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均都可以。

5.设计变压器进行计算

通过已经参数进行各种参数计算,获得匝数和电感量。最重要的一步原边电感量已经求出,对于漏感及气隙,我不建议各位再去计算和验证。

6.布线需要注意的问题

在布局与布板方面,需要注意以下一些问题。

1) RCD 吸收部分与变压器形成的环面积尽量小;这样可以减小相应的辐射和传导

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