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TEA1520系列单片开关电源的应用电路及设计要点介绍

时间:05-02 来源:互联网 点击:

绕组的电感量LP

计算LP的公式为

LP= (1)

式中:IP为一次绕组的峰值电流。

2)磁芯的选择

所选用的磁芯应能满足存储最大能量并留有一定气隙宽度的要求。但二者之间也存在着矛盾,尽管增大气隙宽度可以存储更多的能量,但泄漏电感也会随之增大,因此应做综合考虑。高频变压器所存储的最大能量(EM)由下式确定:

EM=10-6IP2LP (2)

式中:IP、LP的单位分别取mA、mH,EM的单位是mJ。

计算每边留出气隙宽度的公式为

δ= (3)

式中:δ为磁芯每边留出的气隙宽度(单位是mm),一般取0.1~0.3mm;

SJ为磁芯有效截面积(单位是mm2);

BM为最大磁通密度(单位是mT),一般可取275mT,这样在工作时不会进入磁饱和状态。

有关高频变压器磁芯的选择,可参阅表1。磁芯型号中的三组数字,分别表示磁芯的长度、宽度和厚度(单位是mm)。所选择的磁芯应符合下述条件

EM(δ1)≤EM≤EM(δ2) (4)

表1 磁芯的选择

所存储的最大容量EM/mJ磁芯的型号有效截面积SJ/mm2
δ1=0.1mmδ2=0.3mm
0.100.23E13/7/412.40
0.130.33E16/12/519.40
0.140.34E16/8/520.10
0.150.35E13/6/620.20
0.200.45E19/8/522.60
0.210.50E20/10/531.20
0.270.62E20/10/632.00
0.330.78E25/9/638.40
0.380.88E19/8/941.30
0.451.00E25/13/752.00
0.641.40E30/15/760.00
0.741.80E31/13/983.20
0.741.80E32/16/983.00
0.741.80E34/14/980.70
举例说明,现采用E13/7/4型磁芯,查表1可知SJ=12.40mm2。已知LP=1.8mH,BM=275mT,令IP=330mA,分别代入式(2)和式(3),计算出

EM=10-6IP2LP=10-6×3302×1.8=0.19mJ
δ===0.11mm

查表1可知,EM(δ1)=0.10mJ,EM(δ2)=0.23mJ,而算出的EM=0.19mJ,恰好在0.10~0.23mJ之间,满足式(4)的规定条件,由此证明所选磁芯是合适的。为便于加工,实际气隙宽度可取整数值0.1mm。

3)一次绕组匝数NP计算公式为

NP= (5)

根据计算结果找出一个最接近于NP值的整数值,作为一次绕组的实际匝数。将δ=0.1mm,BM=275mT,IP=330mA,代入式(5)中,得到NP=133.2匝≈134匝。

4)二次绕组匝数NS

按下式计算NS并取整数值

NS=·NP (6)

式中,UF3为输出整流管的正向压降。实取UO=5V,UF3=0.4V(采用肖特基二极管),n=17,NP=134匝,代入式(6)中求出NS=8.5匝,取整数值8匝。

5)反馈绕组匝数NF

当电源电压UCC确定后,可按下式计算NF值

NF=·NS (7)

将UCC=15V,UO=5V,UF2=0.7V代入式(7)中求得,NF=22.04匝,取整数值22匝。

3.3 计算过流检测电阻RI

过流检测电阻用来限定IP值,亦即MOSFET的最大漏极电流ID(max)。RI上最大压降的典型值为URI=0.5V。RI的阻值可用下式求出

RI≤= (8)

当IP=330mA时,由式(8)计算出RI=1.5Ω。其最大功耗P=IPURI=0.165W,实选0.5W的电阻。

3.4 计算退磁电阻RAUX

计算退磁电阻的公式为

RAUX=0.7nUO (9)

式(9)中电阻的单位是kΩ。取UO=5V,n=NP/NS=134/8=16.75≈17,将nUO=85V代入式(9)中不难算出,RAUX=60kΩ。图2中实取75kΩ。

3.5 确定电源电压UCC

TEA1520系列的电源电压典型值约为13V,实际可取20V以下。计算公式为

UCC=·(UO+UF2)-UF2 (10)

式中的UF2代表反馈电路中整流管VD2的正向压降。将NF=22匝,NS=8匝,UO=5V,UF2=0.7V一并代入式(10)中,得到UCC=15V。

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