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【风采汇】+初次尝试的FLYBACK电源

  • 2019-11-12 20:34
  • 咸牛扎

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  •     本来想分享自己的毕设,是一个用STM32做控制的BUCK电源,有CC/CV功能,不过东西和文件丢失了还没有照片(而且做的还很low),所以只能作罢,现在分享自己初次尝试做的一个半成品(其实很早之前尝试过一次,但是不久放弃了,这次重新捡起来试试)。后面我会说说我变压器计算的思路,然后放出自己按照思路写的一个计算表格。

        这是照片:使用的是OB2500N,电路图照抄datasheet中的参考电路图。

    照片1

        做得很大,为了方便调试(换电阻啥的),变压器翘起来是为了方便拆下来重新绕或者磨磁芯。

    接下来是变压器设计思路:首先确定电压工作范围,一般都是设为最低85V,这是最坏的输入条件,就用它来计算,那么过桥式整流后就是1.4*85V=119V。然后就是占空比,我想让它工作在DCM,那我就假定最大占空比为30%吧。然后OB2500的最大工作频率是90KHz,为了保有余量,我得在计算时给定的最大频率应该小于它,那我就取70KHz,这样导通时间dt就确定啦!接下来就是曾让我摸不着头脑的电感量啦,咱们做设计肯定是有目的的,所以输出最大功率Po_max一定是知道的,这玩意据说效率只有最大80%,那么理想一点的话输入功率就是Po_max/0.8啦,这样可以知道输入电流的等效直流电流I是多少,能量守恒,所以变压器初级的那个变化的电流在一个周期的面积一定是与等效直流的面积相同的,那么就有公式 (1/2)*Ipeak*D*T = I*T,就这样可以知道峰值电流Ipeak,在DCM中Ipeak与电感电流变化量di是相等的,而电压V就是上面算出来的直流电压,由公式L*di=V*dt得到电感量啦,当然这只是计算值,实际值应该不是这样,不过我没有经验,就不谈这个问题了。好了,现在是曾经让我头疼的另一个问题了,这个匝数嘛,简单的计算的话只考虑磁饱和问题就OK了,PC40这个材料的最大磁通量Bs值大家都建议小于0.3T,那就取0.28了,然后根据公式 N=L*di/(Bs*Ae) ,Ae是磁芯面积,这个查一下就能查到了,对应使用的单位分别是(L:H ; di:A ; Bs:T ; Ae:mm^2)。匝数比的话,次级感量也是由输出电压、电流和闭合时间来算的,不再阐述。然后根据L1:L2=(N1:N2)^2得到匝比。这样,简易的变压器就OK啦。

        至于其他参数,例如电流检测电阻和电压反馈电阻,我就不详细阐述啦。我按照上面的方法做出来的,输出还算正常,试了以下输出5.5V带15.6Ω的负载,还算正常,然后电压调整率大于5%,这个我还不知道怎么改进。钳位暂时没有加入,因为我还没学怎么个算法,虽然对各位来说可能很简单,不过对于自学的小垃圾,这种东西理解起来还是很难的。由于没有仪器,没有电子负载,甚至连电感量都是自己拿示波器测波形算的,所以很多东西都没有测,不过我相信等我发了工资存了款这些一定会补齐!接下来我就打算加入钳位,把布局改得紧凑一点,并尽可能测一下别的参数,有可能的尝试一下PFC并比它加入,我相信我的这个的PF值绝对低得恐怖。

    这是我的表格,计算公式也可以在里面看见:/upload/community/2019/11/12/1573561880-99079.xlsx

    各位刚开始学习的不会的还可以问我呀,我经常在线。也欢迎各位大佬指正,你们的建议就是我前进的动力呀~

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • 电源网-璐璐

    LV.1

    2019-11-15 10:32

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    再分享一下 过程呗 让我们学习学习!
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  • 咸牛扎

    LV.1

    2019-11-15 18:43

    @电源网-璐璐

    再分享一下 过程呗 让我们学习学习!
    过程没记录,因为当时只是做初次的尝试
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  • 咸牛扎

    LV.1

    2019-11-15 18:49

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    在做这个电源时有个现象困扰了我很久,这个问题在我上一个贴中有问,波形也贴出来了,就是VCC处呈现三角波,上各处查都说是副边能量可能不够导致。但我不停的更换电阻电容和辅助绕组匝数依然不行,而且在芯片尝试工作时有明显的电压被一阶一阶地抬高现象。后来发现是输出用的二极管用错了,用成了普通二极管,因此我猜测是因为二极管的恢复速度不够,导致能量传递不出去返回到了辅助绕组,然后每次MOS关断都直接向VCC电容充电,慢慢地充到了保护电压,芯片进入保护不再工作,而此时VCC快速放电至芯片重启的电压,芯片重新工作,反复刚才的过程。这只能算个教训,不能算经验了
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  • 咸牛扎

    LV.1

    2019-11-21 09:53

    @

    这里我纠正一下一个问题,匝比的计算,思来想去,在这里面匝比和占空比就像BUCK中的占空比,其实是直接影响输出的,当我的占空比已经确定了后,就应该根据n=Vin*D/(Vo*(1-D)),Vin是整流后的电压有效值。至于为啥我之前不用这个公式,因为我认为所有的东西影响的是导通时间和闭合时间,但我考虑到的是这俩的比值其实一直都没变,所以最简单的还是用占空比来计算。
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  • 咸牛扎

    LV.1

    2019-11-26 17:03

    @

    目前调试又有小发现,在这里更新一下。关于这款芯片,数据手册有些东西我看不太明白,但是在调试时发现问题了。

    1.首先,是CS脚的电阻,这本应该是一个限制电流用的电阻,不影响正常工作。那么我的想法是在调试期间为了减少问题,我将这个脚直接接地,去掉限流。但是这样做直接导致了芯片不工作,然后随便接了几欧电阻解决;

    2.然后是FB脚,输出电压调整,就是调整这里的电阻。于是我将上拉的电阻降低,导致我的芯片无法工作。后来按照比例将电阻加大,正常工作,输出也正常。

    这两个都使得VCC表现为三角波,所以我现在认为看VCC波形已经不是排除问题的方法了。

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  • 可乐猫

    LV.1

    2019-11-26 21:17

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    学习了,就是看不懂
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  • wangfan0212

    LV.1

    2020-07-28 14:07

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    一直学不会的变压器,我觉得看到希望了,谢谢你。
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