SLR(单管反激式设计)

介绍一个比较简单的设计 —— 设计单管反激电路。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现在提出来供大家参考。1. 首先确定功率:根据具体要求来选

设计开关电源的第一步是查看规格。具体规范很多人都接触过,现在提出来供大家参考。

1、首先确定功率:根据具体要求选择相应的拓扑(假设设计85V~265V输入、12V2A输出的开关电源);这样的具有多种反激式选择的开关电源基本可以满足要求。这里我会选择更多的经验公式来计算。

2. 选择相应的PWM-IC 和MOS 进行初步电路原理设计:确定采用反激式拓扑进行设计后,需要选择相应的PWM-IC 和MOS 进行初步电路确定。选择使用分立芯片还是集成芯片可以根据自己的想法来决定。分立设计更加灵活,集成芯片使用简单方便。

3、绘制原理图:确认所选芯片后,开始制作原理图。这里我选择TOP224Y(集成MOSEF)进行设计。设计之前最好先看一下相应的datasheet,确定简单的参数。无论您选择PI集成还是3842系列,请参阅数据表。一般datasheet都会附有简单的电路原理图,这是我们设计的基础。

4、确定相应的技术参数:我们完成原理图后,需要确定相应的参数,才能进行下一步的PCB制作。当然,这也取决于个人喜好和使用熟练程度。我们需要遵循我们应该有的设计流程,并养成良好的习惯。这一步我们需要继续评估之前的设计,调整原理图,调整电源的参数。

5、根据电源的工作频率,也就是MOS管的开关频率,选择磁芯,确定变压器。芯片的工作频率确定为70KHz。芯片频率遵循各公司规定。变压器铁芯暂定为EER28/28L。如果不合适,就会改变。一般ACDC小功率电源的工作频率不宜超过100KHz,主要是开关电源的频率太高,不利于系统的稳定性和EMC的通过。如果频率太高,相应的di/dt和dv/dt就会增大。有些PI芯片高达132KHz。大家要多多总结,总结每个产品的特点。

一般AC2DC转换器的工作频率不宜超过100kHz,主要是开关电源的频率太高,不利于系统的稳定性,也不利于EMC的通过。如果频率太高,相应的di/dtdv/dt就会增大。除了PI132kHz的工作频率外,还可以参考其他芯片,总结一下自己的经验。

关于变压器铁芯的选用

功率大小:

5w以下可使用的磁芯:

ER9.5、ER11.5、EE8.3、EE10、EE13、RM4、GU11、EP7、EP10、UI9.8、URS7

5-10W可用磁芯:

ER20、EE19、RM5、GU14、EFD15、EI22、EPC13、EF16、EP13、UI11.5

10-20W磁芯可供选择:

ER25,EE20,EE25,RM6,GU18,EPC17,EF20

20-50W 可用磁芯:

ER28、ETD28、EI28、EE28、EE30、EF25、RM8、GU22、PQ20、EPC19、EFD20

50-100W可用磁芯:

ER35、ETD34、EE35、EI35、EF30、RM10、GU30、PQ26、EPC25、EFD25

100-200W可用磁芯:

SLR(单管反激式设计)

ER40,ER42,ETD39,EI40,RM12,GU36,PQ32,EFD30

200-500W 可用磁芯:

ER49、ETD49、EC53、EE42、EE55、EI50、RM14、GU42、PQ35、PQ40、UU66

可用于功率大于500W的磁芯:

ER70、ETD59、EE65、EE85、GU59、PQ50、UU80、UU93

磁芯与传输功率对照表

开始设计电路中最关键的变压器——EER28/28L

输入:85~265Vac

输出:12V2A

关断频率Fsw:70kHz

磁芯磁芯:EER28/28L

核心参数:Ae82mm2

以上均为已知参数。我们还需要设置一些参数才能进行下一步的计算。

设计变压器计算

输入:85~265Vac

输出:12V2A

开关频率Fsw:70kHz

磁芯磁芯:EER28/28L

核心参数:Ae82mm2

以上均为已知参数。我们还需要设置一些参数才能进行下一步的计算。

SLR(单管反激式设计)

设置参数:

效率=80%

最大占空比:Dmax=0.45

磁感应强度变化:B=0.2

有了这些参数,我们就可以计算出匝数和电感。

输出功率Po=12V*2A=24W

输入功率Pin=Po/=24W/0.8=30W

输入最低电压Vin(min)=Vac(min)*sqr(2)=85Vac*1.414=120Vdc

输入最大电压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

初级电感Lp=Vin(min)*Dmax/(Ipeak*Fsw)=120Vdc*0.45/(1A*70K)=770uH

上面已经计算了变压器的电感。现在我们仍然需要得到相应的匝数来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为已知量70kHz,将0.45代入上式得到Ton=6.43us

2)计算变压器原边匝数Np=Vin(min)*Ton/(BAe)=120Vdc*6.43us/(0.2*82mm2)=47T(这里的数字一定要四舍五入,四舍五入,我们的变压器不可能只转半圈或者其他非整数圈)

3)计算变压器12V主输出的匝数输出电压(Vo):

12Vdc整流压降(Vd):0.7

Vdc绕组压降(Vs):0.5

Vdc 原边匝数电压比(K)=Vi_min/Np=120Vdc/47T=2.55 输出匝数(Ns)=(输出电压(Vo) + 整流器压降(Vd) + 绕组压降(Vs)) /原边匝数电压比(K)=(12Vdc+0.7Vdc+0.5Vdc)/2.55=6T(四舍五入)

4)变压器辅助绕组(auxturning)输出匝数的计算方法与12V主绕组输出相同。由于STVIPer53DIP次级反馈需要低于14.5Vdc,因此选择12Vdc作为辅助电压;钠=6T。到这一步,我们基本上就得到了变压器的主要参数。初级绕组:47T 初级电感:0.77mH 漏感5%*0.77mH=39uH12V 输出:6T 辅助绕组:6T 接下来,我们只需改变绕组的线径和引脚耐压数量即可。提出后,可送变压器厂打样。至于气隙的计算和Dmax的返回验证,这些都是在一些教科书上找到的。不建议大家一味的照搬,自己灵活一点。

SLR(单管反激式设计)

计算出上述匝数后,就可以直接确定漆包线的厚度,无需进行复杂的计算。

线径与传统电阻器相同。它有一个固定值。记住几种常用的固定值线径。这里,初级电流比较小,所以可以直接使用0.25的绞线。辅助绕组采用0.25股线。主输出绕组为三股0.4或0.5。没有必要选择较粗的,否则漆包线的硬度会导致操作人员缠绕困难。

当许多这样的“计算”完成后,返回计算来验证变压器的窗口面积。个人认为回去验证是多余的,因为如果绕线不合格,校样变压器厂也会给你反馈,如果验证通过了,实际中也可能不通过;毕竟和实际绕线过程中的熟练程度是不一样的。稀疏性仍然有很大关系。

下一步,需要确定输入和输出电容的大小,然后才能进行布局和电路板布局。

输入输出电解电容计算

输入滤波电解电容

Cin=(1.5~3)*Pin

输出滤波电解电容

Cout=(200~300)*Io

上面我们计算出输入功率为30W

所以Cin=4590uF

理论上,这个值越大,对后续阶段越好;考虑到成本,我们不会无限制地选择大容量。这里选择的值为47uF/400Vdc85或105,根据相应的应用环境确定;电容不需要高频,普通低阻抗就够了。

输出电流2A;

输出=400600uF

这里的电容需要适应高频、低阻值的特点。这个值也可以选大一些,但前提必须是在反馈回路之内。由于是闭环精密控制,所以值为470uF/16Vdc。

这里的电源可以选择两个470uF/16Vdc,加上一个L,组成CLC低通滤波器。

基本上,至此,PCB上需要整形的器件已经完成,即PCB封装完成;下一步是通过前面的原理图(SCH)来定义器件封装。

变压器、原理图、电解电容上面已经标识出来了,剩下的基本都是标准件。网络表由sch 生成。在PCBfile中定义好板边并加载相应的封装库后,可以直接导入网络表进行布局;因为这个板子比较简单,所以也可以直接布局板子,导入网络表。

这是一个非常好的设计习惯。

PCBt的重点不是如何连接电线,最重要的是如何布局;一般来说,如果布局OK的话,画板就会容易很多。

用户评论

SLR(单管反激式设计)
鹿叹

这SLR设计真是牛气冲天,用了它我的设备音质提升了不少!

    有15位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
墨染殇雪

SLR单管反激式,听起来很高级的样子,是不是真的很好用啊?

    有16位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
相知相惜

SLR设计确实挺有意思的,但是感觉价格有点小贵啊。

    有5位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
采姑娘的小蘑菇

我之前用的就是SLR反激式,稳定性不错,就是维修起来有点麻烦。

    有14位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
余温散尽ぺ

SLR单管反激式,我觉得在音质上还是值得推荐的。

    有13位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
权诈

看了SLR设计的介绍,感觉有点复杂,不太懂怎么操作。

    有20位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
罪歌

SLR设计在市场上挺受欢迎的,但是否真的适合我,还在考虑中。

    有5位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
余温散尽ぺ

SLR单管反激式,听说能提升音效,但我还没体验过。

    有15位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
浮世繁华

对于新手来说,SLR设计可能有点难入门,需要多学习。

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SLR(单管反激式设计)
我一个人

SLR反激式设计,虽然技术含量高,但维修成本也高。

    有8位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
滴在键盘上的泪

我对SLR单管反激式挺感兴趣的,打算入手试试看。

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SLR(单管反激式设计)
∞◆暯小萱◆

SLR设计在行业内口碑不错,但我担心兼容性问题。

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SLR(单管反激式设计)
哭着哭着就萌了°

SLR单管反激式,看起来很高端,但我觉得性价比不高。

    有20位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
昂贵的背影

SLR设计,虽然技术含量高,但使用体验如何,还需实际检验。

    有10位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
哭花了素颜

我对SLR反激式设计挺好奇的,但不知道是否值得投资。

    有17位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
别悲哀

SLR单管反激式,听说在音质和稳定性上都有优势,但我还在犹豫。

    有7位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
漫长の人生

SLR设计,感觉有点小众,但是否能带来不一样的听音体验呢?

    有15位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
青衫负雪

SLR反激式设计,虽然技术复杂,但确实能提升音质,值得尝试。

    有10位网友表示赞同!

SLR(单管反激式设计)
花容月貌

SLR单管反激式,我觉得在音效上还是有很大的提升空间的。

    有9位网友表示赞同!

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