設計目標:
電源電壓:85-265V/50~60Hz輸出電壓:5V+12V/500mA(兩路共地,5V主要用于單片機等器件,12V主要用于繼電器及運算放大器供電),5V/100mA(單獨一個地,通信或負電壓用)
體積:
盡量小,模塊化,立式安裝,這樣可以減小體積
下圖就是我心心念的應用(補發圖,用于大家感性認識):
原理圖新鮮出爐,各位看官請提寶貴意見。本人是第一次設計開關電源,會有許多不足。使用VIPer22A也是因為這,為了保證成功率,先使用國外的片子。等熟練了再換國內的。
以下為VIPer22A主要特性:
- 低功耗離線開關電源初級轉換開關
- 自動熱關斷
- 高壓啟動電流源輸入
- 交流電壓范圍85-265Vac
- 固定60KHz開關頻率
- 電流控制模式
- 輔助的欠壓閉鎖滯后功能
- 過溫保護,過流和過壓保護自動重啟
- 工作溫度:-40°C to 150°C
變壓器使用EFD15,體積還是比較小的,下圖展示了管腳1的定義。為什么選用4+5呢?因為我認為這樣的引腳排列不容易裝反。嗯,對!生產不容易出錯。
繞線定義:
多路電源的交叉調整率怎麼樣呢?大家請看下圖:
這是布好線的樣子。
其中,集成芯片用了大面積敷銅,以提高散熱。電源指示燈除了用作工作指示,還用作了假負載。
正面照:
反面照:
待機功耗測試:
220V供電:
85V供電:
主路5V的效率:在250mA下,大概是:56%(12V和獨立5V懸空,,不過有假負載存在)
主路5V的效率:在500mA下,大概是:56%(12V和獨立5V懸空,,不過有假負載存在)
主路12V的效率:在200mA下,大概是:69%(主5V和獨立5V懸空,不過有假負載存在)
主路12V的效率:在400mA下,大概是:71%(主5V和獨立5V懸空,不過有假負載存在)
反激變壓器有兩個主要參數:電感量和匝數。
電感量決定功率大小,匝數決定是否磁飽和(能不能定義成一個變壓器的問題,如果磁飽和就不是變壓器了)。
電感量的計算:
我們知道,相同的電壓和導通時間,電感越大,電流上升越緩慢。如果下所示:
那么電感量多少合適呢,這就有Ipeak決定。所以計算電感量先要計算Ipeak(初級峰值電流)。而Ipeak由次級功率及效率決定。這是我們要設計的參數是已知的。比如我要設計5V2A的電源,開關電源的效率一般是80%,則初級功率為:5*2/0.8=12.5W?;蛴上率街苯佑嬎?。
其中:D為占空比。n為效率。為什么有個2呢?因為三角形面積是方形的一半。所以*2才是實際的電流。
由Ipeak決定電感量。
最低電壓時,占空比最大,電流最大,情況最糟糕,所以用最小電壓設計電感量。
科普:
平均輸入功率=Pout/效率
平均輸入電流=平均輸入功率/輸入電壓 (最好使用最低輸入電壓,因此時輸入電流最大)
導通時電感平均電流=平均輸入電流/占空比
電感峰值電流=導通時電感平均電流*2 (這里的電感平均電流是斜率幾何中心處)