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【風采匯】+初次嘗試的FLYBACK電源

    本來想分享自己的畢設,是一個用STM32做控制的BUCK電源,有CC/CV功能,不過東西和文件丟失了還沒有照片(而且做的還很low),所以只能作罷,現在分享自己初次嘗試做的一個半成品(其實很早之前嘗試過一次,但是不久放棄了,這次重新撿起來試試)。后面我會說說我變壓器計算的思路,然后放出自己按照思路寫的一個計算表格。

    這是照片:使用的是OB2500N,電路圖照抄datasheet中的參考電路圖。

照片1

    做得很大,為了方便調試(換電阻啥的),變壓器翹起來是為了方便拆下來重新繞或者磨磁芯。

接下來是變壓器設計思路:首先確定電壓工作范圍,一般都是設為最低85V,這是最壞的輸入條件,就用它來計算,那么過橋式整流后就是1.4*85V=119V。然后就是占空比,我想讓它工作在DCM,那我就假定最大占空比為30%吧。然后OB2500的最大工作頻率是90KHz,為了保有余量,我得在計算時給定的最大頻率應該小于它,那我就取70KHz,這樣導通時間dt就確定啦!接下來就是曾讓我摸不著頭腦的電感量啦,咱們做設計肯定是有目的的,所以輸出最大功率Po_max一定是知道的,這玩意據說效率只有最大80%,那么理想一點的話輸入功率就是Po_max/0.8啦,這樣可以知道輸入電流的等效直流電流I是多少,能量守恒,所以變壓器初級的那個變化的電流在一個周期的面積一定是與等效直流的面積相同的,那么就有公式 (1/2)*Ipeak*D*T = I*T,就這樣可以知道峰值電流Ipeak,在DCM中Ipeak與電感電流變化量di是相等的,而電壓V就是上面算出來的直流電壓,由公式L*di=V*dt得到電感量啦,當然這只是計算值,實際值應該不是這樣,不過我沒有經驗,就不談這個問題了。好了,現在是曾經讓我頭疼的另一個問題了,這個匝數嘛,簡單的計算的話只考慮磁飽和問題就OK了,PC40這個材料的最大磁通量Bs值大家都建議小于0.3T,那就取0.28了,然后根據公式 N=L*di/(Bs*Ae) ,Ae是磁芯面積,這個查一下就能查到了,對應使用的單位分別是(L:H ; di:A ; Bs:T ; Ae:mm^2)。匝數比的話,次級感量也是由輸出電壓、電流和閉合時間來算的,不再闡述。然后根據L1:L2=(N1:N2)^2得到匝比。這樣,簡易的變壓器就OK啦。

    至于其他參數,例如電流檢測電阻和電壓反饋電阻,我就不詳細闡述啦。我按照上面的方法做出來的,輸出還算正常,試了以下輸出5.5V帶15.6Ω的負載,還算正常,然后電壓調整率大于5%,這個我還不知道怎么改進。鉗位暫時沒有加入,因為我還沒學怎么個算法,雖然對各位來說可能很簡單,不過對于自學的小垃圾,這種東西理解起來還是很難的。由于沒有儀器,沒有電子負載,甚至連電感量都是自己拿示波器測波形算的,所以很多東西都沒有測,不過我相信等我發了工資存了款這些一定會補齊!接下來我就打算加入鉗位,把布局改得緊湊一點,并盡可能測一下別的參數,有可能的嘗試一下PFC并比它加入,我相信我的這個的PF值絕對低得恐怖。

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

各位剛開始學習的不會的還可以問我呀,我經常在線。也歡迎各位大佬指正,你們的建議就是我前進的動力呀~

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2019-11-15 10:32
再分享一下 過程唄 讓我們學習學習!
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咸牛扎
LV.3
3
2019-11-15 18:43
@電源網-璐璐
再分享一下過程唄讓我們學習學習!
過程沒記錄,因為當時只是做初次的嘗試
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咸牛扎
LV.3
4
2019-11-15 18:49
在做這個電源時有個現象困擾了我很久,這個問題在我上一個貼中有問,波形也貼出來了,就是VCC處呈現三角波,上各處查都說是副邊能量可能不夠導致。但我不停的更換電阻電容和輔助繞組匝數依然不行,而且在芯片嘗試工作時有明顯的電壓被一階一階地抬高現象。后來發現是輸出用的二極管用錯了,用成了普通二極管,因此我猜測是因為二極管的恢復速度不夠,導致能量傳遞不出去返回到了輔助繞組,然后每次MOS關斷都直接向VCC電容充電,慢慢地充到了保護電壓,芯片進入保護不再工作,而此時VCC快速放電至芯片重啟的電壓,芯片重新工作,反復剛才的過程。這只能算個教訓,不能算經驗了
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咸牛扎
LV.3
5
2019-11-21 09:53
這里我糾正一下一個問題,匝比的計算,思來想去,在這里面匝比和占空比就像BUCK中的占空比,其實是直接影響輸出的,當我的占空比已經確定了后,就應該根據n=Vin*D/(Vo*(1-D)),Vin是整流后的電壓有效值。至于為啥我之前不用這個公式,因為我認為所有的東西影響的是導通時間和閉合時間,但我考慮到的是這倆的比值其實一直都沒變,所以最簡單的還是用占空比來計算。
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咸牛扎
LV.3
6
2019-11-26 17:03

目前調試又有小發現,在這里更新一下。關于這款芯片,數據手冊有些東西我看不太明白,但是在調試時發現問題了。

1.首先,是CS腳的電阻,這本應該是一個限制電流用的電阻,不影響正常工作。那么我的想法是在調試期間為了減少問題,我將這個腳直接接地,去掉限流。但是這樣做直接導致了芯片不工作,然后隨便接了幾歐電阻解決;

2.然后是FB腳,輸出電壓調整,就是調整這里的電阻。于是我將上拉的電阻降低,導致我的芯片無法工作。后來按照比例將電阻加大,正常工作,輸出也正常。

這兩個都使得VCC表現為三角波,所以我現在認為看VCC波形已經不是排除問題的方法了。

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可樂貓
LV.1
7
2019-11-26 21:17
學習了,就是看不懂
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2020-07-28 14:07
一直學不會的變壓器,我覺得看到希望了,謝謝你。
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