【入门必读】详解一步一步设计承德矿用变压器

【入门必读】详解一步一步设计承德矿用变压器承德矿用变压器设计的步就是看规格，具体的很多人都有接触过；也可以提出来供大家参考，我帮忙分析。
我只带大家设计一款宽范围输入的， 12V2A 的常规隔离承德矿用变压器
1. 首先确定功率，根据具体要求来选择相应的拓扑结构；这样的一个承德矿用变压器多选择反激式(flyback) 基本上可以满足要求
备注一个，在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论

2.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. 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

4. 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




不需要启动电阻的，因为这颗片子里已经集成了一个 高压启动电流源 如下图：

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): 输入低电压
Vdd: 芯片的供电电压
Istart: 芯片的启动电流


一个很有深度的问题，同时也是 VIPer53 异于其它 single chip power 的优点
R205 断开或相当于光耦拆掉（相当于副边失反馈），承德矿用变压器依然会正常工作，此时进入原边反馈模式 PSR，参考框图部分 Vdd 引脚的中间那个运放，此时会与 COMP 脚上的 一阶惯性环节形成稳定的 PWM 控制系统
参考电路图如下：



5. 确定频率，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，工作频率就等于频率，这个外设的功能有利于我们更好的设计承德矿用变压器，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，主要是承德矿用变压器的频率过高以后，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(续)
计算开始
输出功率 Po = 12V * 2A = 24W
输入功率 Pin = Po/η = 24W/0.8 = 30W
输入低电压 Vin(min) = Vac(min)*sqr(2) = 85Vac * 1.414 = 120Vdc
输入高电压 Vin(max) = Vac(max)*sqr(2) = 265Vac * 1.414 = 375Vdc
输入平均电流 Iav = Pin/Vin(min) = 30W/120Vdc = 0.25A
输入峰值电流 Ipeak = 4 * Iav = 1A
原边电感量 Lp = Vin(min) * Dmax/(Ipeak * Fsw) = 120Vdc * 0.45/(1A * 70K ) = 770 uH

到此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
漏感 Lleakage < 5% * Lp


7. 设计变压器进行计算(续2)上面计算了变压器的电感量，现在我们还需要得到相应的匝数才可以完成整个变压器的工作
1）计算导通时间 Ton周期时间 T = Ton + Toff = 1/FswTon = T * DmaxFsw , Dmax 都是已知量 70kHz , 0.45 代入上式可得Ton = 6.43us
2）计算变压器初级匝数Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae) = 120Vdc * 6.43us/(0.2 * 82mm2) = 47 T（这里的数是一定要取整的，而且是进位取整，我们变压器不可能只绕半圈或其它非整数圈）
3）计算变压器 12V 主输出的匝数输出电压(Vo):
12 Vdc整流管压降(Vd): 0.7
Vdc绕组压降(Vs): 0.5
Vdc原边匝伏比(K) = Vi_min / Np= 120 Vdc / 47 T = 2.55输出匝数(Ns) = (输出电压(Vo) + 整流管压降(Vd) + 绕组压降(Vs)) / 原边匝伏比(K)= (12 Vdc + 0.7Vdc + 0.5Vdc) / 2.55 = 6 T (已取整)
4）计算变压器辅助绕组(aux turning)输出的匝数计算方法与12V主绕组输出一样因为 ST VIPer53DIP 副边反馈需低于 14.5 Vdc，故选取 12 Vdc 作为辅助电压；Na = 6 T到这一步，我们基本上就得出了变压器的主要参数原边绕组：47T 原边电感量：0.77mH 漏感< 5%* 0.77mH = 39uH12V输出： 6T辅助绕组：6T下一步我们只要将绕组的线径 股数 脚位 耐压 等安规方面的要求提出，就可以发给变压器厂去打样了至于气隙的计算，以及返回验证 Dmax 这些都是一些教科书上的，不建议大家死搬硬套，自己灵活一些

承德矿用变压器申请安规只需三个步骤

承德矿用变压器为什么要建立安规实验室进行安规检查

小米上架USB承德矿用变压器

供应商管理的4大核心要素

选用承德矿用变压器时注意事项

文章转载自网络,如有侵权,请联系删除。|发布时间：2017.05.05来源：东莞市玖琪实业有限公司