本帖最后由 君5186 于 2015-12-17 12:41 编辑
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。
1.
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
PCBLayout
,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。
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
5.
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。
6.
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。
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7.
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
2)
地线尽量的短和宽大,保证相应的零电平有利于基准的稳定;同时
VIPER53DIP
这颗
DIP-8
的芯片散热的重要通道
3)
在
di/dt dv/dt
变化比较大的地方,尽量减小环路和加宽走线,降低不必要的电感特性
8.
调试过程
在这一步,基本上算是设计完成,后面就是焊板调试的过程了。
总结:
其实开关电源入门很简单,最好的入门是选用单片的,毕竟省去了启动电阻,电流检测电阻,
MOS
及驱动,保护电路等各种不确定因素的问题。等你真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了,凡事先易后难才有进步。