TEA1520系列单片开关电源的应用电路及设计要点

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=0.1mm	δ2=0.3mm
0.10	0.23	E13/7/4	12.40
0.13	0.33	E16/12/5	19.40
0.14	0.34	E16/8/5	20.10
0.15	0.35	E13/6/6	20.20
0.20	0.45	E19/8/5	22.60
0.21	0.50	E20/10/5	31.20
0.27	0.62	E20/10/6	32.00
0.33	0.78	E25/9/6	38.40
0.38	0.88	E19/8/9	41.30
0.45	1.00	E25/13/7	52.00
0.64	1.40	E30/15/7	60.00
0.74	1.80	E31/13/9	83.20
0.74	1.80	E32/16/9	83.00
0.74	1.80	E34/14/9	80.70

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。