高手讲解电源原理图及各个元件的功能详解(一)

本次讲解电源以一个13.2W电源为例

输入：AC90~264V

输出：3.3V/4A

原理图

 

 

变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的。

决定变压器的材质及尺寸:

依据变压器计算公式

 

 

 

 

决定一次侧滤波电容:

滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power，但相对价格亦较高。

决定变压器线径及线数:

当变压器决定后，变压器的Bobbin即可决定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。

决定Duty cycle (工作周期):

由以下公式可决定Duty cycle ，Duty cycle的设计一般以50%为基准，Duty cycle若超过50%易导致振荡的发生。

 

 

 

 

决定Ip值:

 

 

决定辅助电源的圈数:

依据变压器的圈比关系，可决定辅助电源的圈数及电压。

决定MOSFET及二次侧二极管的Stress(应力):

依据变压器的圈比关系，可以初步计算出变压器的应力(Stress)是否符合选用零件的规格，计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准。

其它:

若输出电压为5V以下，且必须使用TL431而非TL432时，须考虑多一组绕组提供Photo coupler及TL431使用。

将所得资料代入

 

 

公式中，如此可得出B(max)，若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整。

变压器计算:

输出瓦数13.2W(3.3V/4A)，Core = EI-28，可绕面积(槽宽)=10mm，Margin Tape = 2.8mm(每边)，剩余可绕面积=4.4mm.

计算式:

变压器材质及尺寸:

由以上假设可知材质为PC-40，尺寸=EI-28，Ae=0.86cm2，可绕面积(槽宽)=10mm，因Margin Tape使用2.8mm，所以剩余可绕面积为4.4mm.

假设滤波电容使用47uF/400V，Vin(min)暂定90V。

决定变压器的线径及线数:

 

 

 

 

决定Duty cycle:

 

 

决定Ip值:

 

 

决定辅助电源的圈数:

 

 

 

 

决定MOSFET及二次侧二极管的Stress(应力):