电源设计流程简介.pdf

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1、設計流程簡介1目的希望以簡短的篇幅，將公司目前設計的流程做介紹，若有介紹不當之處，請不吝指教.2設計步驟:2.1繪線路圖、PCBLayout.2.2變壓器計算.2.3零件選用.2.4設計驗證.3設計流程介紹(以DA-14B33為例):3.1線路圖、PCBLayout請參考資識庫中說明.3.2變壓器計算:變壓器是整個電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗証是很重要的，以下即就DA-14B33變壓器做介紹.3.2.1決定變壓器的材質及尺寸:依據變壓器計算公式LpxIpB(max)=x100GaussNpx

2、Ae¾B(max)=鐵心飽合的磁通密度(Gauss)¾Lp=一次側電感值(uH)¾Ip=一次側峰值電流(A)¾Np=一次側(主線圈)圈數2¾Ae=鐵心截面積(cm)¾B(max)依鐵心的材質及本身的溫度來決定，以TDKFerriteCorePC40為例，100℃時的B(max)為3900Gauss，設計時應考慮零件誤差，所以一般取3000~3500Gauss之間，若所設計的power為Adapter(有外殼)則應取3000Gauss左右，以避免鐵心因高溫而飽合，一般而言鐵心的尺寸越大，Ae越高，所以可以做

3、較大瓦數的Power。3.2.2決定一次側濾波電容:濾波電容的決定，可以決定電容器上的Vin(min)，濾波電容越大，Vin(win)越高，可以做較大瓦數的Power，但相對價格亦較高。3.2.3決定變壓器線徑及線數:當變壓器決定後，變壓器的Bobbin即可決定，依據Bobbin的槽寬，可決定變壓器的線徑及線數，亦可計算出線徑的電流密度，電流2密度一般以6A/mm為參考，電流密度對變壓器的設計而言，只能當做參考值，最終應以溫昇記錄為準。1/15設計流程簡介3.2.4決定Dutycycle(工作週期):由以

4、下公式可決定Dutycycle，Dutycycle的設計一般以50%為基準，Dutycycle若超過50%易導致振盪的發生。Ns(Vo+VD)x1(−D)=NpVin(min)xD¾NS=二次側圈數¾NP=一次側圈數¾Vo=輸出電壓¾VD=二極體順向電壓¾Vin(min)=濾波電容上的谷點電壓¾D=工作週期(Dutycycle)3.2.5決定Ip值:1PoutVin(min)PIp=Iav+ΔIIav=ΔI=x2Vin(min)xDxηLpf¾Ip=一次側峰值電流¾Iav=一次側平均電流¾Pout=輸出瓦

5、數¾η=效率¾f=PWM震盪頻率3.2.6決定輔助電源的圈數:依據變壓器的圈比關係，可決定輔助電源的圈數及電壓。3.2.7決定MOSFET及二次側二極體的Stress(應力):依據變壓器的圈比關係，可以初步計算出變壓器的應力(Stress)是否符合選用零件的規格，計算時以輸入電壓264V(電容器上為380V)為基準。3.2.8其它:若輸出電壓為5V以下，且必須使用TL431而非TL432時，須考慮多一組繞組提供Photocoupler及TL431使用。LpxIp3.2.9將所得資料代入B(max)=x10

6、0Gauss公式中，如此可得出NpxAeB(max)，若B(max)值太高或太低則參數必須重新調整。3.2.10DA-14B33變壓器計算:µ輸出瓦數13.2W(3.3V/4A)，Core=EI-28，可繞面積(槽寬)=10mm，MarginTape=2.8mm(每邊)，剩餘可繞面積=4.4mm.µ假設fT=45KHz，Vin(min)=90V，η=0.7，P.F.=0.5(cosθ)，Lp=1600Uh2/15設計流程簡介µ計算式:ò變壓器材質及尺寸:µ由以上假設可知材質為PC-40，尺寸=EI-28，

7、2Ae=0.86cm，可繞面積(槽寬)=10mm，因MarginTape使用2.8mm，所以剩餘可繞面積為4.4mm.µ假設濾波電容使用47uF/400V，Vin(min)暫定90V。ò決定變壓器的線徑及線數:Pout132.Iin===.042AVin(min)xηxcosθ90x7.0x5.0µ假設NP使用0.32ψ的線.042.042電流密度===.1286A2⎛.032⎞.314x.01024.314x⎜⎟⎝2⎠剩餘可繞面績4.4可繞圈數===12.57圈線徑().032+.003µ假設Secon

8、dary使用0.35ψ的線44電流密度===44.07A2⎛.035⎞.314x.00289.314x⎜⎟⎝2⎠µ假設使用4P，則44.07電流密度==11.02A44.4可繞圈數==11.57圈().035+.003ò決定Dutycycle:µ假設Np=44T，Ns=2T，VD=0.5(使用schottkyDiode)Ns(Vo+V)(1−D)D=NpVin(min)D2(3.3+5.0)(1−D)=⇒D=482.%4490