PSR原邊反饋電源設計的“獨特”方法

目前比較流行的低成本、超小占用空間方案設計基本都是采用PSR原邊反饋反激式，通過(guò)原邊反饋穩壓省掉電壓反饋環(huán)路(TL431和光耦)和較低的EMC輻射省掉Y電容，不僅省成本而且省空間，得到很多電源工程師采用。

下面結合實(shí)際來(lái)講講我對PSR原邊反饋開(kāi)關(guān)電源設計的“獨特”方法——以實(shí)際為基礎。

要求條件：

全電壓輸入，輸出5V/1A，符合能源之星2之標準，符合IEC60950和EN55022安規及EMC標準。因充電器為了方便攜帶，一般都要求小體積，所以針對5W的開(kāi)關(guān)電源充電器一般都采用體積較小的EFD-15和EPC13的變壓器，此類(lèi)變壓器按常規計算方式可能會(huì )認為CORE太小，做不到，如果現在還有人這樣認為，那你就OUT了。

磁芯以確定，下面就分別講講采用EFD15和EPC13的變壓器設計5V/1A5W的電源變壓器。

EFD15變壓器設計

目前針對小變壓器磁芯，特別是小公司基本都無(wú)從得知CORE的B/H曲線(xiàn)，因PSR線(xiàn)路對變壓器漏感有所要求。

所以從對變壓器作最小漏感設計入手：

假設：初級248Ts在BOBBIN上采用分3層來(lái)繞，因多層繞線(xiàn)考慮到出線(xiàn)間隙和次層以上不均勻，需至少留1Ts余量(間隙)。

得：初級銅線(xiàn)可用外徑為：9.2/(248/3+1)=0.109mm，對應的實(shí)際銅線(xiàn)直徑為0.089mm，太小(小于0.1mm不易繞制)，不可取。

假設：初級248Ts在BOBBIN上采用分4層來(lái)繞，初級銅線(xiàn)可用外徑為：9.2/(248/4+1)=0.146mm，對應的銅線(xiàn)直徑為0.126mm，實(shí)際可用銅線(xiàn)直徑取0.12mm。

IC的VCC電壓下限一般為10~12V，考慮到至少留3V余量，取VCC電壓為15V左右，

得：NV=Vnv/(Vout+VF)*NS=15/(5+1)*15=37.5Ts,取38Ts。

因PSR采用NV線(xiàn)圈穩壓，所以NV的漏感也需控制，仍然按整層設計，

得：NV線(xiàn)徑=9.2/(38+1)=0.235mm，對應的銅線(xiàn)直徑為0.215mm，實(shí)際可用銅線(xiàn)直徑取0.2mm。也可采用0.1mm雙線(xiàn)并饒。

到此，各線(xiàn)圈匝數就確定下來(lái)了。

繞完屏蔽后，保TAPE1層;

再繞初級，按以上計算的分4層繞制，完成后包TAPE1層;

為減小初次級間的分布電容對EMC的影響，再用0.1mm的線(xiàn)繞一層屏蔽，包TAPE1層;

再繞次級，包TAPE1層;

再繞反饋，包TAPE2層。

可能有人會(huì )說(shuō)：怎么沒(méi)有計算電感量？因前面說(shuō)了，CORE的B/H不確定，所以得先從確定飽和AL值下手。

把變壓器CORE中柱研磨一點(diǎn)，然后裝上以上方式繞好的線(xiàn)圈裝機，并用示波器檢測Rsenes上的波形，見(jiàn)下圖中R5。

輸入AC90V/50Hz，慢慢加載，觀(guān)察CORE有沒(méi)有飽和，如果有飽和跡象，拆下再研磨……直到負載到1.1~1.2A剛好出現一點(diǎn)飽和跡象。(此波形需把波形放大到滿(mǎn)屏觀(guān)察最佳)已知輸出電流為1A，5W功率較小，所以銅線(xiàn)的電流密度選8A/mm2，次級銅線(xiàn)直徑為:SQRT(1/8/3.14)*2=0.4mm。

通過(guò)測量或查詢(xún)BOBBIN資料可以得知，EFD15的BOBBIN的幅寬為9.2mm。

因次級采用三重絕緣線(xiàn)，0.4mm的三重絕緣線(xiàn)實(shí)際直徑為0.6mm。