基于UC3843的DC-DC(有圖及參數計算)
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電源設計過程:
一, 開關電源基本參數要求
輸入DC 11-15V ;輸出 DC12V 1A;帶隔離;穩定;效率高;短路保護
二, 主控芯片選擇:UC3843
專為低壓應用設計的電流型控制PWM芯片,它具有輸入和參考電壓欠壓鎖定電路;低啟動和工作電流(1mA);大電流輸出(1A);500kHz工作頻率;鎖存脈寬調制,逐周限流;微調振蕩器放電電流,精確控制占空比.
三, 開關頻率選擇
工作頻率選擇86KHZ,Rt=20K Ct=102
f=1.72/RC=1.72*1000/(20*0.001)=86KHZ
四, 輸入濾波電容選擇
濾波電容和輸出功率有3倍比例系數,Po=12W,Cin=3*12=36uf,選擇Cin=47uf
五, 啟動電路設計
直流電壓經電阻,穩壓管,電容為UC3843提供啟動電壓,啟動電壓高于8.4V UC3843才能工作.1N4007防止輸入反接,1.0V壓降.
六, 過流保護電路設計
Rs為過流檢測電阻,阻值較小,以降低電阻上的功耗.檢測電壓送入UC3843的3腳,高于1V時,過流保護電路工作,使6腳停止輸出矩形波,電路停止工作,選擇Rs=0.5/1W, Io=1V/Rs*Ns/Np=1/0.5*12/10=2.4A時,過流保護起作用.腳3還要接一個RC濾波器以抑制開關管的尖峰電流,R4=1K,C9=470uf.
七, 鉗位保護電路
因為初級感應電壓Vor較低,只有10V,故可以采用電容680pf并聯MOSFET來濾除尖峰電壓,不必使用成本較高的漏極鉗位保護電路.
八, 反饋誤差放大器設計
電路中將3843的2腳接地,故放大器輸入誤差總是固定的,通過三端穩壓和線性光耦改變uc3843誤差放大器的增益(1腳)來實現穩壓,可將光耦的光電三極管視為一可變電阻,它的變化反應了輸出電壓+12的變化,調節誤差放大器的增益而不是調節誤差放大器的輸入來改變誤差放大器的輸出,從而改變開關信號占空比,實現電壓反饋.
九, 功率器件的選擇
變換器的功率器件采用功率MOSFET.
IRFU120N,Vdss=100V,Rds(on)=0.21,Id=9.4A
十, 高頻變壓器設計
根據Po=12W,選擇EFD-20磁心
Ns=12匝(每匝1V)
最大占空比Dmax選擇50%
Dmax= Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5
Vor=10V
Np=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68 取Np=10匝
Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5A
Ip=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75A
Lp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh 選擇35uh
十一, 輸出整流管設計
為降低功耗,提高電源效率,選用肖特基整流二極管.
輸出整流管的標稱電流值應為輸出直流電流額定值(Io)的3倍以上, Id>=3Iom=3*1A=3A
整流管的反向耐壓Urm≥2V(br)s
Vrm>=2V(br)s=2*(Vo+Vimax*Ns/Np)=2*(12+14*12/10)=57.6V
選用1N5822(Vrm=40V,Id=3A)
十二, 輸出濾波電容選擇
12V,1A輸出,宜選用330uf/25V濾波電容
十三,輸出LC濾波網絡
L通常取3.3uh/1A,C取120uf/25V
一, 開關電源基本參數要求
輸入DC 11-15V ;輸出 DC12V 1A;帶隔離;穩定;效率高;短路保護
二, 主控芯片選擇:UC3843
專為低壓應用設計的電流型控制PWM芯片,它具有輸入和參考電壓欠壓鎖定電路;低啟動和工作電流(1mA);大電流輸出(1A);500kHz工作頻率;鎖存脈寬調制,逐周限流;微調振蕩器放電電流,精確控制占空比.
三, 開關頻率選擇
工作頻率選擇86KHZ,Rt=20K Ct=102
f=1.72/RC=1.72*1000/(20*0.001)=86KHZ
四, 輸入濾波電容選擇
濾波電容和輸出功率有3倍比例系數,Po=12W,Cin=3*12=36uf,選擇Cin=47uf
五, 啟動電路設計
直流電壓經電阻,穩壓管,電容為UC3843提供啟動電壓,啟動電壓高于8.4V UC3843才能工作.1N4007防止輸入反接,1.0V壓降.
六, 過流保護電路設計
Rs為過流檢測電阻,阻值較小,以降低電阻上的功耗.檢測電壓送入UC3843的3腳,高于1V時,過流保護電路工作,使6腳停止輸出矩形波,電路停止工作,選擇Rs=0.5/1W, Io=1V/Rs*Ns/Np=1/0.5*12/10=2.4A時,過流保護起作用.腳3還要接一個RC濾波器以抑制開關管的尖峰電流,R4=1K,C9=470uf.
七, 鉗位保護電路
因為初級感應電壓Vor較低,只有10V,故可以采用電容680pf并聯MOSFET來濾除尖峰電壓,不必使用成本較高的漏極鉗位保護電路.
八, 反饋誤差放大器設計
電路中將3843的2腳接地,故放大器輸入誤差總是固定的,通過三端穩壓和線性光耦改變uc3843誤差放大器的增益(1腳)來實現穩壓,可將光耦的光電三極管視為一可變電阻,它的變化反應了輸出電壓+12的變化,調節誤差放大器的增益而不是調節誤差放大器的輸入來改變誤差放大器的輸出,從而改變開關信號占空比,實現電壓反饋.
九, 功率器件的選擇
變換器的功率器件采用功率MOSFET.
IRFU120N,Vdss=100V,Rds(on)=0.21,Id=9.4A
十, 高頻變壓器設計
根據Po=12W,選擇EFD-20磁心
Ns=12匝(每匝1V)
最大占空比Dmax選擇50%
Dmax= Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5
Vor=10V
Np=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68 取Np=10匝
Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5A
Ip=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75A
Lp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh 選擇35uh
十一, 輸出整流管設計
為降低功耗,提高電源效率,選用肖特基整流二極管.
輸出整流管的標稱電流值應為輸出直流電流額定值(Io)的3倍以上, Id>=3Iom=3*1A=3A
整流管的反向耐壓Urm≥2V(br)s
Vrm>=2V(br)s=2*(Vo+Vimax*Ns/Np)=2*(12+14*12/10)=57.6V
選用1N5822(Vrm=40V,Id=3A)
十二, 輸出濾波電容選擇
12V,1A輸出,宜選用330uf/25V濾波電容
十三,輸出LC濾波網絡
L通常取3.3uh/1A,C取120uf/25V
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@fzu_csc
電源設計過程:一,開關電源基本參數要求輸入DC11-15V;輸出DC12V1A;帶隔離;穩定;效率高;短路保護二,主控芯片選擇:UC3843專為低壓應用設計的電流型控制PWM芯片,它具有輸入和參考電壓欠壓鎖定電路;低啟動和工作電流(1mA);大電流輸出(1A);500kHz工作頻率;鎖存脈寬調制,逐周限流;微調振蕩器放電電流,精確控制占空比.三,開關頻率選擇工作頻率選擇86KHZ,Rt=20KCt=102f=1.72/RC=1.72*1000/(20*0.001)=86KHZ四,輸入濾波電容選擇濾波電容和輸出功率有3倍比例系數,Po=12W,Cin=3*12=36uf,選擇Cin=47uf五,啟動電路設計直流電壓經電阻,穩壓管,電容為UC3843提供啟動電壓,啟動電壓高于8.4VUC3843才能工作.1N4007防止輸入反接,1.0V壓降.六,過流保護電路設計Rs為過流檢測電阻,阻值較小,以降低電阻上的功耗.檢測電壓送入UC3843的3腳,高于1V時,過流保護電路工作,使6腳停止輸出矩形波,電路停止工作,選擇Rs=0.5/1W,Io=1V/Rs*Ns/Np=1/0.5*12/10=2.4A時,過流保護起作用.腳3還要接一個RC濾波器以抑制開關管的尖峰電流,R4=1K,C9=470uf.七,鉗位保護電路因為初級感應電壓Vor較低,只有10V,故可以采用電容680pf并聯MOSFET來濾除尖峰電壓,不必使用成本較高的漏極鉗位保護電路.八,反饋誤差放大器設計電路中將3843的2腳接地,故放大器輸入誤差總是固定的,通過三端穩壓和線性光耦改變uc3843誤差放大器的增益(1腳)來實現穩壓,可將光耦的光電三極管視為一可變電阻,它的變化反應了輸出電壓+12的變化,調節誤差放大器的增益而不是調節誤差放大器的輸入來改變誤差放大器的輸出,從而改變開關信號占空比,實現電壓反饋.九,功率器件的選擇變換器的功率器件采用功率MOSFET.IRFU120N,Vdss=100V,Rds(on)=0.21,Id=9.4A十,高頻變壓器設計根據Po=12W,選擇EFD-20磁心Ns=12匝(每匝1V)最大占空比Dmax選擇50%Dmax=Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5Vor=10VNp=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68取Np=10匝Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5AIp=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75ALp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh選擇35uh十一,輸出整流管設計為降低功耗,提高電源效率,選用肖特基整流二極管.輸出整流管的標稱電流值應為輸出直流電流額定值(Io)的3倍以上,Id>=3Iom=3*1A=3A整流管的反向耐壓Urm≥2V(br)sVrm>=2V(br)s=2*(Vo+Vimax*Ns/Np)=2*(12+14*12/10)=57.6V選用1N5822(Vrm=40V,Id=3A)十二,輸出濾波電容選擇12V,1A輸出,宜選用330uf/25V濾波電容十三,輸出LC濾波網絡L通常取3.3uh/1A,C取120uf/25V
錯誤一大堆,給你打40分
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@fzu_csc
UC3843啟動門限電壓8.4V,啟動電流1mA,又電路最小輸入直流電壓10V所以,最大啟動電阻R=(10-8.4)/1=1.6k,功耗方面考慮,圖中啟動電阻100更正至1.6K,有誤否?
十, 高頻變壓器設計
確定磁心:
根據Po=12W,Sj=0.15(Pm)^1/2,選擇EFD-20磁心
Ns=12匝(每匝1V)
最大占空比Dmax選擇50%
Dmax= Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5
Vor=10V
確定初級繞組參數:
Np=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68 取Np=10匝
Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5A
Ip=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75A
Irms=Ip*[ D*(KRP^2/3-KRP+1)]^(1/2)=3.75*[0.5*(0.4^2/3-0.4+1)]^(1/2)=2.14A
選取初級繞組電流密度J=4A/mm^2
Dsm=1.13(Irms/j)^(1/2)=1.13(2.14/4)^(1/2)=0.83mm Sc=3.14*(0.83/2)^2=0.5408mm^2
d=66.1/(f)^(1/2)=66.1/(86000)^(1/2)=0.225mm 2d=0.45mm Dsm>2d
采用0.40mm線,Sd=3.14*(0.40/2)^2=0.1257mm^2 4Sd=0.5028
所以初級繞組采用4股0.4mm線并繞
Lp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh 選擇35uh\
確定次級繞組參數:
Ns=12匝
Isp=Ip*Np/Ns=3.75A*10/12=3.13A
Irms=Isp*[(1-Dmax)*(Krp*Krp/3-Krp+1)]^1/2=3.13*[(1-0.5)*(0.4*0.4/3-0.4+1)]^1/2=1.79A 選取次級繞組電流密度J=4A/mm^2
Dsm=1.13(Irms/j)^(1/2)=1.13(1.79/4)^(1/2)=0.76mm Sc=3.14*(0.76/2)^2=0.4534mm^2
Dsm>2d 采用0.35mm^2線, Sd＝3.14*(0.35/2)^2=0.09621mm^2 4Sd=0.3848
所以次級繞組采用4股0.35mm線并繞
總結,選擇EFD-20磁心,初級4股0.4mm線并繞10匝,初級電感量35uh,次級4股0.35mm線并繞12匝.
感覺線徑有點大?
確定磁心:
根據Po=12W,Sj=0.15(Pm)^1/2,選擇EFD-20磁心
Ns=12匝(每匝1V)
最大占空比Dmax選擇50%
Dmax= Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5
Vor=10V
確定初級繞組參數:
Np=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68 取Np=10匝
Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5A
Ip=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75A
Irms=Ip*[ D*(KRP^2/3-KRP+1)]^(1/2)=3.75*[0.5*(0.4^2/3-0.4+1)]^(1/2)=2.14A
選取初級繞組電流密度J=4A/mm^2
Dsm=1.13(Irms/j)^(1/2)=1.13(2.14/4)^(1/2)=0.83mm Sc=3.14*(0.83/2)^2=0.5408mm^2
d=66.1/(f)^(1/2)=66.1/(86000)^(1/2)=0.225mm 2d=0.45mm Dsm>2d
采用0.40mm線,Sd=3.14*(0.40/2)^2=0.1257mm^2 4Sd=0.5028
所以初級繞組采用4股0.4mm線并繞
Lp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh 選擇35uh\
確定次級繞組參數:
Ns=12匝
Isp=Ip*Np/Ns=3.75A*10/12=3.13A
Irms=Isp*[(1-Dmax)*(Krp*Krp/3-Krp+1)]^1/2=3.13*[(1-0.5)*(0.4*0.4/3-0.4+1)]^1/2=1.79A 選取次級繞組電流密度J=4A/mm^2
Dsm=1.13(Irms/j)^(1/2)=1.13(1.79/4)^(1/2)=0.76mm Sc=3.14*(0.76/2)^2=0.4534mm^2
Dsm>2d 采用0.35mm^2線, Sd＝3.14*(0.35/2)^2=0.09621mm^2 4Sd=0.3848
所以次級繞組采用4股0.35mm線并繞
總結,選擇EFD-20磁心,初級4股0.4mm線并繞10匝,初級電感量35uh,次級4股0.35mm線并繞12匝.
感覺線徑有點大?
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