基于UC3843组成的小功率开关电源(TL431光耦)设计流程

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1、1目的熟悉UC3843组成小功率开关电源(TL431+光耦)的设计流程。.2设计步骤：2.1绘线路图、PCBLayout.2.2变压器计算.2.3零件选用.2.4设计验证.3设计流程介绍(以DA-14B33为例)：3」线路图、PCBLayout请参考资识库中说明.3.2变压器计算：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，以下即就DA-14B33变压器做介绍.3.2.1决定变压器的材质及尺寸：依据变压器计算公式B(max)=LpxlpNpxAex0Gauss>B(max)=铁心饱合的磁通密度(Gau

2、ss)Lp=一次侧电感值(uH)Ip=一次侧峰值电流(A)Np=一次侧(主线圈)圈数Ae=铁心截面积(cm?)>B(max)依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDKFerriteCorePC40为例，100°C时的B(max)为3900Gauss,设计时应考虑零件误差，所以一般取3000〜3500Gauss之间，若所设计的power为Adapter(有外壳)贝应取3000Gauss左右,以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越高，所以可以做较大瓦数的Powero3.2.2决定一次侧滤波电容：滤波电容的决定，可以决定

3、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。3.2.3决定变压器线径及线数：当变压器决定后，变压器的Bobbin(电气方面用的，电木及塑胶绕线轴)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/mn?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。3.2.4决定Dutycycle(工作周期)：由以下公式可决定Dutycycle,Dutycycle的设i^一般以50%为基准，Duty

4、cycle若超过50%易导致振荡的发生。M_(Uo+%)x(l-D)NpVin(va)xDNs=二次侧圈数NP=一次侧圈数Vo=输出电压VD=二极管顺向电压Vin(min)=滤波电容上的谷点电压D=工作周期(Dutycycle)Wn(min)Lp3.2.5决定Ip值：r71ArrPoutIp=lav+—A/lav=2Vin(min)xDxT]Ip=一次侧峰值电流Iav=一次侧平均电流Pout=输出瓦数〃=效率/=PWM震荡频率3.2.6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。3.2.7决定MOS

5、FET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。3.2.8其它：将所得资料代入=牆点0G哑公式中，如此可3.2.93.2.10若输出电压为5V以下，且必须使用TL431(tl、st公司研制开发的并联型三端稳压基准)而非TL432时，须考虑多一组绕组提供Photocoupler•(光电耦合器)及TL431使用。得岀B(max),若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整。DA-14B33变压器

6、计算：◊输出瓦数13・2W(3・3V/4A),Core=EI-28,可绕面积(槽宽)=10mm,MarginTape(档墙胶带)=2・8mm(每边)，剩余可绕面积=4.4mm.假设fr=45KHz,Vin(min)=90V,〃=0.7,P.F.=0.5(cos9),Lp=1600uH◊计算式：•变压器材质及尺寸：◊市以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积(槽宽)=1Omm,因MarginTape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(mi

7、n)暂定90Vo•决定变压器的线径及线数：jin==I*?=°42AVm(min)x77xcos^90x0.7x0.5◊假设Np使用0.322的线电流密度=——竺一7=———=1.286A<032?3.14x0.10243.14兀——I2丿可绕圈数=剩余可绕面积4.4(0.32+0.03)=12.57圈◊假设Secondary使用0.352的线电流密度=r==44.07A(0.35、3.14x0.02893・14兀I2丿◊假设使用4P,则电流密度二护"3可绕圈数=—=11.57圈(0.35+0.03)•决定Dutycycle:◊

8、假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5(使用schottkyDiode)Ns_(Uo+%)(1-D)NpVin(min)DnD=48.2%2_(3.3+0.5)(l-D)44~90PPout13.2八一lClV—==0.435AVin(mm)xr/xD90x