先上原理圖.

管理員圖怎么能放大一點(diǎn)。

 

 

A、能效。

6級能效明年初就要出來了，面對迷你高能效，對工程師來說又是很大的壓力。

調(diào)試多了，發(fā)現(xiàn)在不能換大功率器件的時候能效都是扣出來的，當(dāng)然提高了能效其他方面也會帶來影響，所以尼我們要用最低的成本最高能效，去找一個平衡。

1、  變壓器AP AE越大越好。

2、  加大電感變壓器線徑，在低壓時比較明顯，調(diào)大到一定程度就沒有什么效果了。

3、  R1 R2 X電容釋放電阻，越大損耗越小，空載功耗效率都可以上來，同時要滿足1S降到37%的電壓，所以要找個平衡。

4、  CE1 在有些方案中電容加大，功率器件 變壓器MOS 肖特基 IC都會溫度降低。

5、  橋堆，壓降，目前低Vf值的橋堆，來提升能效。

6、  R3 R4 啟動電阻，越大能效越好，但是有個問題，啟動時間，所以這里也要去找個平衡，或者做二級就是說放2個電容二極管隔離來減小啟動時間問題。

 

7、  R5R6 吸收電阻，電阻越大消耗的能量也就越小，帶來的后果是Vds電壓升高，所以要在能效和Vds直接去取一個平衡。

8、  R9 驅(qū)動電阻，越小損耗越小，帶來的后果是輻射效果，同樣去找一個平衡。

9、  CS電阻，越大損耗越大輕載時比較明顯。

10、  C17 改善輻射，同時存在損耗影響效率。

11、  正向壓降反向樓電流越小越好，做個試驗(yàn) 同樣10U45 277封裝過程120度 Dlodes 108度 PFC 98度。

12、  假負(fù)載越大越好，低了損耗加大，增加空載功耗降低效率。 確定是空載電壓不穩(wěn)（不是所有方案）

13、  MOS減小Rds導(dǎo)通損耗，驅(qū)動并一個二極管，快速關(guān)斷，減小電壓電流交叉面積。

14、  C2 RCD電容越小越好，帶來的后果是Vds電壓升高，所以要在能效和Vds直接去取一個平衡。

 

15、  加大變壓器感量。

16、  加大匝比，同時Vds升高。

17、  減少變壓器屏蔽，1個屏蔽在1個點(diǎn)左右。

18、  更換磁芯材質(zhì)，PC40換成PC44，能提高1-2個點(diǎn)。

19、  選擇低ESR的濾波電容。

20、三明治繞法，降低漏感加強(qiáng)耦合，提高2個點(diǎn)左右。

加油哇。

搶沙發(fā)

B 參數(shù)計算：

變壓器：

頻率;?=65K 

輸入電壓范圍：Pin=100-240V 

輸出電壓：Po=12V 

效率：η=84% 

Vcc供電電壓：Vcc=15.5V 

最大占空比：Dmax=0.45 

ΔB=0.2

1、最小直流電壓：Vinmin=90*1.2=108V

2、最大直流電壓：Vinmax=264*1.414=375V

3、選擇磁芯：AP=【（Po/η+Po）*10000】/（2*ΔB*?*J*Ku）

                   = 【（24/0.84+24）*10000】/（2*0.2*65*1000*400*0.2） 

                   =525714/20800000.25 cm4 

           J電流密度=400    Ku繞組系數(shù)=0.2 

     選擇EF25 AP=0.237cm4  AE=51.8mm2

 

4、Ton計算： Ton=T*D=1/6/5000*0.45 =6.9us 

5、初級計算： Np=VINmin*ton/ΔB/AE  108*6.9/0.2/51.8 72T 

6、次級匝數(shù)計算： NS=（Vo+Vd）*（1-Dmax)*NP/（VINmin*Dmax） =（12+0.6）*（1-0.45）*72/（108*0.45） 10T

7、匝比計算：N=Np/Ns=72/10=7.2T 

8、電流平均值：Iav=Po/η/Vinmin =24/0.84/108 =0.265A 

9、峰值電流計算 Ipk=Iav*2/Dmax =0.265*2/0.45=1.178A

10、電流變化率ΔI 計算：CCM Ip2=3Ip1  Ipk=Ipk1+Ipk2

                     IP1=1.178/4=0.2965A   IP2=1.178-0.2695=0.884A

         ΔI =Ip2-Ip1

                         =0.884-0.2965=0.5865A

11、電流有效值：Irms=IPK* =1.178*0.512=0.6A

                          Krp(0.4-0.6) ΔI/Ipk=Krp 最大電流脈動系數(shù)

           

12、初級電感量計算：Lp=Vinmin*ton/ΔI=108*6.9/0.5865=1.27mH

13、驗(yàn)證是否飽和：ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae=1.27*1.178/72/51.8=0.4T<0.32T  太高了我們把感量降低一點(diǎn)1mH再驗(yàn)證

                  ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae=1*1.178/72/51.8=0.315T<0.32T

                  這里具體繞制時再去決定增加圈數(shù)還是降低繞組。 

14、次級峰值電流：Ipks=Ipk*N=1.178*7.2=8.48A

15、次級有效值計算：Irms=IsPK*=8.48*0.566=4.78A

12、初級線徑計算：Dp=*2 =0.178*2=0.35mm J=5-7 這里取6  

13、次級線徑計算：Ds= *2 =0.39*2=0.78mm  J取10

14、集膚深度：導(dǎo)線線徑不超過集膚深度的2倍，若超過集膚深度，則需多股并繞。δ=66.1/√∫cm=66.1/254.95=0.259mm   0.259*2=0.52mm

多股線計算=0.78/根號股數(shù)=0.78/1.414=0.55mm*2  取0.5*2 或0.55*2

15、次級V/N=(12+0.6)/Ns=12.6/10==1.26/T

16、反饋繞組計算： Nvcc=Vcc/Va=15.5/1.26=12T

變壓器參數(shù)：Lp：1mH

            NP1： 38T 0.35mm

            Ns：10T 0.5*2

            Np2： 34T 0.35mm

            Nvcc：12T 0.18

 NP放在第一層這樣每咋的長度最短減少匝間電容，起線放在MOS端使dv/di最大的部分被繞組屏蔽EMI較好，Vcc放在最外層Vcc滿載不至于過壓，放在初次級之間充當(dāng)屏蔽。初次級之間加屏蔽，銅箔屏蔽要比線屏蔽效果好，線跟線之間存在縫隙。需要時磁芯外可以包外屏蔽但是屏蔽也是會產(chǎn)生損耗的效率會下降。

1、保險絲：Irmsmax=Iav/0.6  0.6無PFC 加PFC0.9

               =0.265/0.6

               =0.44A

           If=Irmsmax*2    溫度升高降額及安規(guī)要求降額

             =0.88Amin

           輸入額定100-264V  選擇耐壓250V保險絲

           額定電壓：即保險絲熔斷兩端電壓，大于輸入額定電壓即可250V

           熔斷積分：0.5*Ipk2*t=0.5*Ipk2*（1/T/2） 對表查看可開關(guān)的次數(shù)。

           額定電流：電流承載能力。

           分?jǐn)嗄芰Γ侯~定電壓下，保險絲能夠安全的開路，阻止電流上升至破壞值損毀元器件

保險絲參數(shù)：1A/250V

橋堆選擇：

Vd=2√2*Vinmax=2*Vinmax=747V

加470V壓敏防雷擊后其殘壓越775V左右*1.1（它表示在規(guī)定的沖擊電流Ip通過壓敏電阻器兩端所產(chǎn)生的電壓此電壓又稱為殘壓，所以選用的壓敏電阻的殘壓一定要小于被保護(hù)物的耐壓水平。）

Vd=775*1.1=852.5V 471最大殘壓775V

BR1=5*Iav=5*0.265=1.325A 

橋堆參數(shù)：1A/1KV

壓敏選擇：

1、壓敏電阻：V1ma=a*Vinmax/b/c    a：電壓波動系數(shù)1.2  b：壓敏誤差系數(shù)0.85 c：壓敏老化系數(shù) 0.9

                 =1.2*374/0.85/0.9

                 =487.9V

1000/2=500A IEC61000-4-5浪涌波形發(fā)生器對外輸出有2歐的電阻通容量500A，考慮到流通容量隨次數(shù)增加衰減需選取2倍。 

V1ma：閥值電壓或擊穿電壓壓敏不能持續(xù)流過mA級電流，此電壓為流過1mA直流電流壓敏電壓。

限制電壓Vc：為殘壓壓敏擊穿2端的電壓。

流通容量：壓敏承受規(guī)定的電流電壓波形及次數(shù)后，壓敏電壓不可超過10%的最大沖擊電流的峰值。

 

根據(jù)上述選型表選擇7D471K 

 

X電容

安規(guī)規(guī)定X電容超過0.1uF需要加釋放電阻，保證輸入斷電1S內(nèi)降到安全電壓，輸入峰值電壓的37%

      0.65*R*Cx=1  如Cx0.22uF

      R=1/0.65/0.22=7Mmax  Cx：uF  R單位M

R=1/0.65/0.22=7M max  我們選擇R1A 1M R1B 2M 這里還要注意耐壓我們選擇2顆1206貼片電阻

因其他放電回路X電容漏電流這些因數(shù)所以最好實(shí)測調(diào)試。

輸入2pin為2類，輸入3pin為1類，2類加強(qiáng)絕緣，1類基本絕緣。2類選擇X2電容，容量越大傳導(dǎo)效果越好。

輸入最大值：264

X電容參數(shù)：X2 0.1uF/275V

 

電解電容選擇：

當(dāng)?shù)碗妷汉蜐M載時，輸入電流和紋波電壓才是最大的，所以我們選擇低壓計算，因?yàn)槲覀冸娫词且３州敵鲭妷赫{(diào)整率的，在橋式整流電路中，只有輸入電壓大于電解電容時橋堆導(dǎo)通才給電容充電，在橋堆不導(dǎo)通的時間內(nèi)，輸出的能量由電容提供，所以低壓滿載時電容的放電斜率是最大的即ΔV，整流橋的電流也是最大。

C=24/0.9/η/?min/Vacmin2=24/0.9/65/902=50uF

V>Vinmax(375V)

電解電容參數(shù)：47uF/400V

共模電感選擇： 

我不太喜歡去算太復(fù)雜。

先上一個20mH UU9.8 測試傳導(dǎo)去改變感量

Ds= *2 =0.138*2=0.27mm 

共模電感：20mH 0.27mm UU9.8

啟動電阻R3 R4:

(Vinmin-Vcc）/啟動電流=R=（108-15.5）/5=18M（max）

電阻太小啟動時間太長，這里選擇2M

PW=（108-15.5）*（108-15.5）/R=0.042W

兩端電壓 375V 

R3 R4取值 2M 1206

VCC電容、整流二極管、限流電阻選擇。

VCC電容 10-15uF 根據(jù)推薦值選取，耐壓大于Vcc OVP值一般30V左右

CE2Vcc電容取值：10uF 50V

D2整流二極管 快管 DFR1M

R8限流電阻 2-10R 選擇 10R

RCD吸收

D1 1N4007

R5//R6 經(jīng)驗(yàn)取100-200K 這里取R5200K R6200K 實(shí)際根據(jù)Vds 效率調(diào)整

C2 經(jīng)驗(yàn)取 102-222 這里取102/1KV

計算方法：

Vsn（電容兩端電壓）=0.9*BVdss-Vin 

VRO（反射電壓）=（Vo+Vd)/（NS/NP）

R=2（Vsn-Vor)*Vsn/（Lk*Ip*Ip*fs）

鉗位電容的值C=Vsn/（ΔV*R*fs）

這個脈動電壓ΔV取鉗位電壓Vsn的5%-10%

以上總結(jié)，算出來的結(jié)果還得再試驗(yàn)中得到驗(yàn)證，只能做個參考；所以我們應(yīng)以計算為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)來回調(diào)整，找到一個更適合你的值。還有吸收電阻R一定要考慮降額使用，滿足功率要求。

R7限流電阻 減小di改善EMI 經(jīng)驗(yàn)取47-100R 這里我用47R 1206

MOS選擇：

Vor=（Vo+Vd)/NS*NP=（12+0.6）/10*72=90.27

Vds=Vinmax+Vor+漏感（90V）+30（余量）

  =375+90.72+90+30V=586 選擇600V的 管子

I=Io*3 取（輸出電流2-3倍）

MOS損耗 Irms2*Rds=Psw

封裝根據(jù)空間盡量取大點(diǎn)，扇熱好溫度低。

MOS參數(shù)：6N60 TO-220封裝

MOS驅(qū)動及柵極下拉電阻。

R9 經(jīng)驗(yàn)值20R-47R 

D3 經(jīng)驗(yàn)值1N4148 快速關(guān)短

R10 柵極下來電阻 經(jīng)驗(yàn)值10K

主要參考推薦值

CS電阻

Rcs=Vcs/（IpK*1.2）=0.875/（1.178*1.1）=0.675  Vcs閥值電壓 1.2余量

PR=Irms*Vcs=0.6*0.875=0.525W 5pcs1206

R12 R12A R13 R14 R15參數(shù)： 3.3R1206       

R11 C3 參照參考值即可，RC濾波來消弱HV對CS腳沖擊保護(hù)IC。CS腳上的波形比上面的波形平滑而且不會有那么多毛刺，因?yàn)橛蠷C濾波。

R11 C3 參數(shù)：

R11 100R

C3 101/50V

C4 FB濾波 推薦值102/50

C5結(jié)3腳保護(hù)腳，不使用的情況下 推薦貼一顆電阻推薦值 104/50V

肖特基選擇：

反向電壓 （Vo+Vd）+Vinmax/Np*Ns=12.6+52=64.6V  余量64.6*2=77.52V

I=Io*5=2*5=10A

封裝 TO-220 主要看溫度效率

肖特基參數(shù)：10A100V TO-220

C6R16吸收：C6：經(jīng)驗(yàn)值 102-222

R16：經(jīng)驗(yàn)值20-47R

測試輻射再去調(diào)整

吸收參數(shù)：

C6：102/100V 0805

R16：22R 0805

輸出濾波：

電容電壓 （Vo+Vd）*1.2=12.6*1.2=15.12V

容量 Io*6=1200uF

L1差模電感選擇 10uF以內(nèi)  線徑 （Io/3.14/7）開根號*2=0.6mm

R17假負(fù)載 盡量大，（Vo+Vd）/Pw=12.6/0.12=0.0095=I  1206Pw= 0.125W

                                                    （Vo+Vd）/I =12.6/0.0095=1.326K

輸出共模100uF左右線徑 （Io/3.14/7）開根號*2=0.6mm

 參數(shù)：CE3：680uF/16V CE4:680uF/16V

         L1：3.3uF/06mm

         R17：1.5K 1206

         LF2：100uF/06mm

 

R18=(Vo-VLED-V431)/If=（12-1.2-2.5)/0.012=691R    817 If：1-50mAmax  431:1-100mA If：取12Ma

取680R PW=（12-1.2-2.5）*0.012=0.0996W

 VLED：1.2-1.4V

R19 1.2V/0.001A=1.2K

Pw=1.4V*0.001=0.0014W

(1+R1/R22）*2.5= (1+39K/N)*2.5=12V N=10K

Pw=12/(39k+10k)=0.00025w

參數(shù)：

R18： 680R 0805

R19：1.2K 0603

R21：39K 0603 1%

R22：10K 0603 1%

C8 R20：經(jīng)驗(yàn)取值 105 And 1K 或 104 And 10K

這貼真仔細(xì)！贊一個！最好有實(shí)物照片。

頂頂          

Y電容：

   根據(jù)初級峰值電壓選取Y1，Y1參數(shù)交流額定工作電壓250V 直流額定工作電壓400V

   二類產(chǎn)品漏電流小于0.25mA   CY=Ileakage/2/π/?/Vrmsmax=0.25/2/3.14/63/264*10-6=2.39nFmax 可以選擇不超過2390pF的電容 我們先選擇Y1 102/400V的根據(jù)EMI再去調(diào)整，也可以選擇2個Y2串聯(lián)。

Y電容參數(shù)：Y1 102/400V

 

 

C、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

1、 保險絲保證正常工作電流不損壞，產(chǎn)品損壞大電流時，認(rèn)證前面是接了一個空氣開關(guān)之類的，保證在空氣開關(guān)關(guān)斷前先斷開，斷開后耐壓保證不拉弧，額定100-240 250V保險絲即可，認(rèn)證這一項(xiàng)只管滿足額定即可，保險絲屬于安規(guī)器件所以元器件就要滿足安規(guī)比如我們做UL需要元器件有UL認(rèn)證，3C 元器件需做CQC認(rèn)證。保險絲前后距離，海拔2000米大于2.0mm 海拔5000米大于2.5mm。

2、 壓敏電阻，我們做開關(guān)電源范圍都是90-264，471的壓敏即可，具體7D 10D 14D看我們打差模還是共模和幾KV。屬于安規(guī)器件所以元器件就要滿足安規(guī)比如我們做UL需要元器件有UL認(rèn)證，3C 元器件需做CQC認(rèn)證。在后級原件可以承受所打雷擊時，可以不加。

3、 X電容，大于0.11uF 需要釋放電阻來滿足1S電壓釋放至37%，實(shí)際選擇還是要看傳導(dǎo)，電壓需滿足耐壓我們電源屬于消費(fèi)類產(chǎn)品2類產(chǎn)品所以選擇X2。屬于安規(guī)器件所以元器件就要滿足安規(guī)比如我們做UL需要元器件有UL認(rèn)證，3C 元器件需做CQC認(rèn)證。容值越大傳導(dǎo)越好。