TEA1520系列单片开关电源设计 第3页
式中:δ为磁芯每边留出的气隙宽度(单位是mm),一般取0.1~0.3mm; SJ为磁芯有效截面积(单位是mm2); BM为最大磁通密度(单位是mT),一般可取275mT,这样在工作时不会进入磁饱和状态。
表四 磁芯的选择
所存储的最大容量EM/mJ 磁芯的型号 有效截面积SJ/mm2
δ1=0.1mm δ2=0.3mm
0.10 0.23 E13/7/4 12.40
0.13 0.33 E16/12/5 19.40
0.14 0.34 E16/8/5 20.10
0.15 0.35 E13/6/6 20.20
0.20 0.45 E19/8/5 22.60
0.21 0.50 E20/10/5 31.20
0.27 0.62 E20/10/6 32.00
0.33 0.78 E25/9/6 38.40
0.38 0.88 E19/8/9 41.30
0.45 1.00 E25/13/7 52.00
0.64 1.40 E30/15/7 60.00
0.74 1.80 E31/13/9 83.20
0.74 1.80 E32/16/9 83.00
0.74 1.80 E34/14/9 80.70
有关高频变压器磁芯的选择,可参阅表四。磁芯型号中的三组数字,分别表示磁芯的长度、宽度和厚度(单位是mm)。所选择的磁芯应符合下述条件
EM(δ1)≤EM≤EM(δ2) (4)
举例说明,现采用E13/7/4型磁芯,查表四可知SJ=12.40mm2。已知LP=1.8mH,BM=275mT,令IP=330mA,分别代入式(2)和式(3),计算出
EM=10-6IP2LP=10-6×3302×1.8=0.19mJ
δ=0.2пLP IP2/SJBM2
=0.2×3.14×1.8×3302÷12.4÷2752
=0.11mm
查表四可知,EM(δ1)=0.10mJ,EM(δ2)=0.23mJ,而算出的EM=0.19mJ,恰好在0.10~0.23mJ之间,满足式(4)的规定条件,由此证明所选磁芯是合适的。为便于加工,实际气隙宽度可取整数值0.1mm。
3)一次绕组匝数NP计算公式为
NP=δBM×104/2пIP (5)
根据计算结果找出一个最接近于NP值的整数值,作为一次绕组的实际匝数。将δ=0.1mm,BM=275mT,IP=330mA,代入式(5)中,得到NP=133.2匝≈134匝。
4)二次绕组匝数NS
按下式计算NS并取整数值
NS=(Uo+UF3)•NP /nUo (6)
式中,UF3为输出整流管的正向压降。实取UO=5V,UF3=0.4V(采用肖特基二极管),n=17,NP=134匝,代入式(6)中求出NS=8.5匝,取整数值8匝。
5)反馈绕组匝数NF
当电源电压UCC确定后,可按下式计算NF值
NF=(Ucc+UF2)•NS / (Uo+ UF2) (7)
将UCC=15V,UO=5V,UF2=0.7V代入式(7)中求得,NF=22.04匝,取整数值22匝。
.六、计算过流检测电阻RI
过流检测电阻用来限定IP值,亦即MOSFET的最大漏极电流ID(max)。RI上最大压降的典型值为URI=0.5V。RI的阻值可用下式求出
RI≤URI/IP=0.5/IP (8)
当IP=330mA时,由式(8)计算出RI=1.5Ω。其最大功耗P=IPURI=0.165W,实选0.5W的电阻。
七、 计算退磁电阻RAUX
计算退磁电阻的公式为 RAUX=0.7nUO (9)
式(9)中电阻的单位是kΩ。取UO=5V,n=NP/NS=134/8=16.75≈17,将nUO=85V代入式(9)中不难算出,RAUX=60kΩ。图七中实取75kΩ。
八、确定电源电压UCC
TEA1520系列的电源电压典型值约为13V,实际可取20V以下。计算公式为
UCC=NF/NS•(UO+UF2)-UF2 (10)
式中的UF2代表反馈电路中整流管VD2的正向压降。将NF=22匝,NS=8匝,UO=5V,UF2=0.7V一并代入式(10)中,得到UCC=15V。
九、反馈电路中分压器的设计
在简易型开关电源中,采用的是一次调节电路,未使用光耦合器,而是使用电阻分压器。为防止因电阻值取得过大会给REG端引入干扰,要求R1<10K Kω,R2的阻值可按下式进行计算:
R2=(Ucc/UREG-1)R1 (11)
十、计算输出滤波电容及滤波电感
首先选定滤波电容的实际容量COUT,再根据下式计算出滤波电感量。
L2=100/(п2f2COUT)(12)
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