最近項目需要,準備設計一款開關電源,但是第一次設計變壓器,總感覺參數不對頭,麻煩大家不吝賜教。
一、輸入輸出指標:
輸入:9V-18V DC
輸出:1、23V 300mA 給A相IGBT上橋驅動
2、23V 300mA 給B相IGBT上橋驅動
3、23V 300mA 給C相IGBT 上橋驅動
4、23V 300mA 給A、B、C相IGBT 下橋驅動
5、18V 100mA 后接LDO,轉換成+15V,給模擬部分供電
6、-18V 100mA后接LDO,轉換成-15V,給模擬部分供電
7、12V 200mA 給解碼電路及外部需隔離的器件供電
8、6V 800mA 后接LDO,轉換成+5V,給數字部分供電
+5V再后接+3.3V,+1.5V LDO,給MCU供電
效率:η = 85%
開關頻率:fs=200kHz
二、基本參數計算
輸入最小電壓
VINmin=9V
輸出功率
POUT=23×0.3×4+18×0.1×2+12×0.2+6×0.8=38.4W
輸入功率
PIN=POUTη=38.40.85=45.2W
應使用45.2*3 = 135.2uF的輸入電容,這里選擇標準值330uF/25V的輸入電容
三、確定VOR與VZ
VINmax= 18V
選擇MOSFET為Infineon公司IPD144N06NG額定電壓為60V,額定電流為50A,取20%安全余量,
VIN + VZ ≤ 50V
VZ ≤ 50V – 18V = 32V
選擇穩壓管為ON Semi公司1SMB5935BT3,其VZ典型值為27V
取
VOR =9V
四、匝比
輸出二極管選擇FairChild公司ES1A,正向導通壓降為0.92V@1A,正向電流為1A
則6V繞組所需匝比為:
n6V =VORVO + VD=96 + 0.92= 1.301
取n6V=2
五、最大占空比(理論值)
VINmin = 9V
Dmax=VORVOR + VINmin= 99+9 =0.5
五、計算初級電感
LP=(VINmin×Dmax)22×PIN×fs×KRF
=(9×0.5)22×45.2×200×103×0.6
=1.87uH
取LP=2uH
其中KRF為電流紋波因子。
六、選擇磁芯
由于輸出功率為38.4W,留出余量,選擇EE30(EF25)磁芯。其參數如下:
Ve=6290mm3,Ae=109mm2,le=57.7mm
(Ve=2990mm3,Ae=51.8mm2,le=57.8mm)
Ap=AwAe=73.35×109=7995mm4
(Ap=AwAe=91.7×51.8=4752mm4)
七、最小初級匝數
IPeak=2×KRF×PINVINmin×Dmax=2×0.6×45.29×0.5=12.05A
NPmin=LP×IPeakBm×Ae
=2×10-6×12.050.25×109×10-6
=0.88
取NP=2
八、初級、次級匝數關系
NS_6V=NPn6V=21.301=1.537T
取NS_6V=2T
則NP=2×1.301=2.6≈3T
NS_23V=23+0.926+0.92×2=7T
NS_18V=18+0.926+0.92×2=6T
NS_12V=12+0.926+0.92×2=4T
九、選擇線徑
十、計算氣隙