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智能家居最佳供电方案-5瓦小功率电源(AC-DC)设计方案
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发表于Fri Apr 14 17:57:23 CST 2017   |  只看该作者 1# 电梯直达
先挖个坑,欢迎大家交流。
美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 17:59:01 CST 2017   |  只看该作者 2#
下图是为某一智能家居结构示意图,从图中可以清晰的看到,智能家居由以下几个方面构成:灯光、插座控制系统;背景音乐系统;电动窗帘、电动门窗等;影音系统;安防系统;综合布线系统等。由于城市住房的紧凑性,因而这些系统的控制器有一个共性要求—小体积,体积大小一般类似为家庭常见的插排,因此要求系统的控制器供电电源也是小体积,才能符合控制器空间的布板要求。且小巧美观的控制器和控制面板更便于实现家居装饰的美观和舒适。 

 

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:00:10 CST 2017   |  只看该作者 3#
对于控制器电路的电源设计,在传统的设计方案中,工程师见到最多的方案一般有两种:RC阻容式降压和工频变压器降压。

下面分别介绍这几种方案。。。

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:11:10 CST 2017   |  只看该作者 4#

下图为RC阻容式降压电路在控制板上的应用图。

从图中可以看出,电源主要为主控电路、信号隔离和显示电路供电。电源方案为在输入端口处添加浪涌防护电路,确保电源电路工作的可靠性和稳定性;接着是RC阻容式降压电路进行电压的转换,最后经过LDO稳压芯片输出一个稳定的工作电压满足MCU和信号隔离的供电电源。而在电源的输出端口,设置的输出过流检测电路,在电源工作异常的情况下对后端负载进行保护。

关于LDO做如下推荐,均设置了超链接,点击可以进入立创商城的购买页面:

3.3V供电推荐:AZ1117CH-3.3TRG1(商业级),或者AZ1117H-3.3TRE1(工业级)。

5V供电推荐:AS78L05RTR-E1(贴片),LR78L05(插件)

 

该方案的优点在于电路成本低,电源电路占板面积小,非常符合智能家居对小体积、低成本的要求。但是不足的地方在于电源的转换效率低,输入电压波动范围小,负载值容易受影响,电路调试相对比较复杂,最大的一点就是产品的输入端与输出端不隔离,容易造成触电,有可能危害人身的安全。

输入端与输出端不隔离,容易造成触电,有可能危害人身的安全。

输入端与输出端不隔离,容易造成触电,有可能危害人身的安全。

输入端与输出端不隔离,容易造成触电,有可能危害人身的安全。

特别重要的事情,重复说四遍。希望广大工程师在设计的时候,一定不要选用这种危及人身安全的阻容降压方案。

 

 

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:13:26 CST 2017   |  只看该作者 5#

下图为变压器降压方案应用图:

输入端和输出端电路和RC阻容式降压方案一样,都需要对电压和后端负载做一定的保护,区别就是功率转换为变压器传输,由于输入电压为市电,市电的交流频率为50HZ,因此变压器的体积相对来说会很大,输入能量经过变压器传输降压后,通过整流滤波电路和LDO稳压,最终输出稳定的负载所需的供电电压。该方案的优点在于电源电路很好调试,电路结构也很简单,高压和低压部分经过变压器隔离,提高了安全等级,价格成本相对来说也比较低。但是输入电压的范围受限,最大的缺点就是体积太大,转换效率低,不满足智能家居控制器对小体积、节能环保的要求。

关于LDO的选型,可以参考上一楼。

 

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:18:10 CST 2017   |  只看该作者 6#

下图中采用了开关电源的方案替代RC阻容式降压和变压器的方案。

这绝对是最靠谱的供电方案。这绝对是最靠谱的供电方案。这绝对是最靠谱的供电方案。建议工程师选用。

通过开关电源本身参数的设计,实现稳压输出,且附带过流、短路等保护功能,从而实现外围电路简单,高效率、保护功能齐全的特点。由于开关电源采用高频控制的方式,内部变压器可以设计得很小,使得整个开关电源小型化,最终弥补了上述两种方案的缺点。

 

 

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:21:53 CST 2017   |  只看该作者 7#

举一个典型的应用案例:开关电源应用于智能窗帘控制器:

  

图六为小体积开关电源产品在智能窗帘控制器中的应用,系统工作情况如下:
  输入端:由于供电端是交流市电220VAC,市电属于不太稳定的供电电压,正常情况下都会有±10%波动范围,而在比较偏远的地区严重的情况下会达到±30%波动的范围,因此就需要开关电压要有较宽的输入电压范围,电源的工作电压范围是85~264VAC,很好的满足电网波动的范围,使产品工作不受影响。另一方面,电网都不会单纯的只给一个设备供电,还会有其他电子设备,如果接入的是功率很大的设备一起使用该电网,那么大功率设备启动或工作的过程中就有很大可能导致周围其他设备受到干扰,类似于EMC中的快速瞬变脉冲群、浪涌等情况,所以在输入端都会建议增加防护电路,保证系统不受外界干扰影响。
  输出端:由于电源本身就具备了过流保护和短路保护功能,因此无需在输出端设计保护电路就可以直接给负载电路供电,处理器通过处理按键或无线接收模块等输入信息,然后通过光耦等信号隔离器件把控制信息传输给继电器组,进而控制马达来改变窗帘的状态。
 

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Fri Apr 14 18:27:34 CST 2017   |  只看该作者 8#

具体的做法是采用OB2512RNJPA来实现,具体的介绍查看下图:

另外附上芯片的规格书与demo板供大家下载参考:

OB2512RN Demo Board_立创商城-商品编号:C92366.pdf 

OB2512NJPA_立创商城-商品编号:C92366.pdf 

 点击查看大图

 

 

 

 

 

 

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小伊
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发表于Fri Apr 14 18:31:42 CST 2017   |  只看该作者 9#
好贴,建议设置为精华
①菲尼克斯PCB端子/接插件3.5/3.8/5.08/7.6/9.5间距到货 ②黄花电子工具-烙铁-936焊台-风枪 ③世达工具套装
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发表于Fri Apr 14 18:32:33 CST 2017   |  只看该作者 10#

配套的元器件清单均可以在立创商城买到:
芯片 OB2512
http://www.szlcsc.com/product/details_93559.html
Vcc整流二极管 ES1D
http://www.szlcsc.com/product/details_90393.html
RCD吸收的二极管 FR107
http://www.szlcsc.com/product/details_85348.html
5V输出插件整流二极管 SR260
http://www.szlcsc.com/product/details_96579.html
5V输出贴片整流二极管 SS26
http://www.szlcsc.com/product/details_97865.html
整流桥 ABS10
http://www.szlcsc.com/product/details_85326.html

ESD防护器件:ESD/PESD5V0S1UB
http://www.szlcsc.com/product/details_86563.html

LDO   

AZ1117H-3.3TRE1

http://www.szlcsc.com/product/details_93710.html

AZ1117CH-3.3TRG1

http://www.szlcsc.com/product/details_93292.html

AS78L05RTR-E1

http://www.szlcsc.com/product/details_91658.html

LR78L05

http://www.szlcsc.com/product/details_96873.html

 

其它大家需要选型的,可以给我留言,我会一一回复大家。

 

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发表于Fri Apr 14 18:33:32 CST 2017   |  只看该作者 11#
小伊 发表于 Fri Apr 14 18:31:42 CST 2017  9# 好贴,建议设置为精华

要下班了,回家继续写。

大家有问题,欢迎留言与交流。

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好大的风20...
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发表于Fri Apr 14 22:45:18 CST 2017   |  只看该作者 12#
变压器啊变压器
我也是
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发表于Sat Apr 15 07:56:56 CST 2017   |  只看该作者 13#
就是不知道变压器有没有现成的,对变压器有种恐惧感
广州电源
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发表于Sat Apr 15 08:30:30 CST 2017   |  只看该作者 14#
好大的风2008 发表于 Fri Apr 14 22:45:18 CST 2017  12# 变压器啊变压器
必须有配套的变压器,这点大家放心选用此方案。
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广州电源
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发表于Sat Apr 15 08:30:46 CST 2017   |  只看该作者 15#
我也是 发表于 Sat Apr 15 07:56:56 CST 2017  13# 就是不知道变压器有没有现成的,对变压器有种恐惧感
有通用变压器,直接用就行了。
美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
哗啦啦啦
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发表于Sat Apr 15 08:39:38 CST 2017   |  只看该作者 16#
我觉得 开关电源 高频变压器设计及供货 是广大小散们的难点,有时就是因为找不到合适的变压器供货商不得不放弃。
广州电源
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发表于Sat Apr 15 08:43:54 CST 2017   |  只看该作者 17#
哗啦啦啦 发表于 Sat Apr 15 08:39:38 CST 2017  16# 我觉得 开关电源 高频变压器设计及供货 是广大小散们的难点,有...

但是因为供应商资质问题和立创商城售卖的元器件问题,我做的通用变压器,不一定能放在立创商城上面卖,这是个很大的问题。有不少工程师找到我,要我帮忙设计变压器。

我在想如果把变压器做成一个通用的定制件,不就更好嘛。

第一是提高了大家开发产品的效率;

第二是通过做成了通用变压器,在性能、价格和交期上会有优势。

配上立创的服务,这是个爆款的节奏。

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
就会画简单...
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发表于Sat Apr 15 08:46:30 CST 2017   |  只看该作者 18#

 OB2512RN Demo Board_立创商城-商品编号:C92366.pdf 里面的这个变压器有成品吗?  有成品现货  这个电路特别能推广  我就现想用  体积小 功率足够。

广州电源
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发表于Sat Apr 15 09:27:42 CST 2017   |  只看该作者 19#
就会画简单双面板 发表于 Sat Apr 15 08:46:30 CST 2017  18# OB2512RN Demo Board_立创商城-商品编号:C92366.pdf 里面的这...
我会搞出来的,嘿嘿。貌似商城还没有办法发站内信之类的哦,那我咋联系你呢?
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就会画简单...
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发表于Sat Apr 15 09:34:59 CST 2017   |  只看该作者 20#
广州电源 发表于 Sat Apr 15 09:27:42 CST 2017  19# 我会搞出来的,嘿嘿。貌似商城还没有办法发站内信之类的哦,那我...

 点击查看大图

截图来自OB2512RN Demo Board_立创商城-商品编号:C92366.pdf

广州冠图电...
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发表于Sat Apr 15 10:07:17 CST 2017   |  只看该作者 21#
该回复已删除
高性价比电源。
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发表于Sat Apr 15 10:09:03 CST 2017   |  只看该作者 22#

回复20楼#,如果需要查看demo资料,可以在本帖18楼下载。

点击查看大图

应该是原厂做demo的时候把C5画成了C3,其实PCB上面那颗物料应该是Vcc的电容。

欢迎继续提问。

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香橙批
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发表于Wed Apr 19 22:51:25 CST 2017   |  只看该作者 23#
智能家居,都是比较低功耗的,就算用WIFI模块,也就200ma左右。直接用非隔离的也行,例如MP157就简单很多了。
广州电源
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发表于Thu Apr 20 08:42:57 CST 2017   |  只看该作者 24#
香橙批 发表于 Wed Apr 19 22:51:25 CST 2017  23# 智能家居,都是比较低功耗的,就算用WIFI模块,也就200ma左右。...
WIFI用200mA还是不太够的,一般也得用个3瓦或者5瓦。另外隔离与不隔离,特别重要。现在主流的,没有几个选用非隔离的吧。万一被电到了怎么办?
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香橙批
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发表于Sat Apr 22 09:27:19 CST 2017   |  只看该作者 25#
广州电源 发表于 Thu Apr 20 08:42:57 CST 2017  24# WIFI用200mA还是不太够的,一般也得用个3瓦或者5瓦。另外隔离与...

wifi 只在访问的时候峰值电流比较大,但正常下电流很小

如果你的电器外壳是绝缘,或者PCB不与人体隔离比较好(例如86面板,吸顶灯,烟感这类),那么可以选用非隔离的方案。

广州电源
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发表于Sat Apr 22 13:44:21 CST 2017   |  只看该作者 26#
香橙批 发表于 Sat Apr 22 09:27:19 CST 2017  25# wifi 只在访问的时候峰值电流比较大,但正常下电流很小 如果你...

wifi 只在访问的时候峰值电流比较大,但正常下电流很小

如果你的电器外壳是绝缘,或者PCB不与人体隔离比较好(例如86面板,吸顶灯,烟感这类),那么可以选用非隔离的方案。

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以下是我的回复:

1.考虑峰值的时候电流特别大,所以推荐用OB2512供足功率,是比较稳妥的。非隔离,有可能无法供足电。但是用zigbee是可以用非隔离。

2.大部分是这么考虑,但是就怕漏电。不然大家手机充电器(塑料的),都选用非隔离来做了。86面板,吸顶灯,烟感这类都有严格的标准规范,我觉得用OB2512是可以做到符合UL,TUV,CE,CCC等。

 

 

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Xuedong
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发表于Sat Apr 22 14:19:43 CST 2017   |  只看该作者 27#
好东西,坐等变压器出来!
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发表于Sat Apr 22 14:50:55 CST 2017   |  只看该作者 28#
Xuedong 发表于 Sat Apr 22 14:19:43 CST 2017  27# 好东西,坐等变压器出来!
已经有变压器,只是不知道怎么样交易。
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Xuedong
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发表于Sat Apr 22 17:10:12 CST 2017   |  只看该作者 29#
确实,论坛没有私信可以交流,请加QQ:271888189交流一下!
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发表于Sun Apr 23 08:08:04 CST 2017   |  只看该作者 30#
Xuedong 发表于 Sat Apr 22 17:10:12 CST 2017  29# 确实,论坛没有私信可以交流,请加QQ:271888189交流一下!
已经加你了,欢迎多交流。另外我的QQ是:33 972 269 30,欢迎各位加我。
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发表于Wed May 03 12:31:17 CST 2017   |  只看该作者 31#
Xuedong 发表于 Sat Apr 22 17:10:12 CST 2017  29# 确实,论坛没有私信可以交流,请加QQ:271888189交流一下!

这颗物料可以实现AC转成5Vdc,12Vdc或者24Vdc,是市场占有率特别高的物料,性价比特别高,非常推荐。

简单,易于调试与生产,可靠性高。

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发表于Wed May 03 12:35:43 CST 2017   |  只看该作者 32#

先上图

PSR线路设计需特别注意以下几处:

1. RCD吸收回路,即:R2,C4,D2,R6

2. Vcc供电和电压检测回路,即:D3,R3,R4,R10,C2

3. 输出回路,即:C3,C7,D5,R11,LED1

 

下面分别说明以上几点需注意的地方

1. RCD吸收回路,即:R2,C4,D2,R6

大家可以看出,此RCD回路比普通的PWM回路的RCD多了一个R6电阻,

或许有人会忽略他的作用,但实际它对产品的稳定性起着很大的作用。

看下图VDS的波形:

当开关管截止后因漏感引起的振玲会随漏感的增大而使电压跌得更低,

更低的电压回复需要更长的时间,

VDS的波形此时和VCC的波形是同步的,

PSR检测电压是通过IC内部延时4~6uS避开这个振玲来检测后面相对平滑的电压,

电压恢复时间过长导致IC检测开始时检测到的是振玲处的电压,

最总导致的结果是输出电压不稳定,甚至荡机。

当然也有因变压器漏感比较小,无此电阻也可以正常工作,但一致性较难控制。

此电阻的取值与RCD回路和EMC噪音有关,

一般建议取值为150~510R,推荐使用220~330R,D2建议使用恢复时间较慢的1N4007

具体可根据漏感结合RCD来调试。

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发表于Wed May 03 12:36:45 CST 2017   |  只看该作者 33#

2. Vcc供电和电压检测回路,即:D3,R3,R4,R10,C2

R4与R10的取值是根据IC的VFB来计算的。

但阻值取值对一般USB直接输出的产品来说,以IFB=0.5mA左右来计算。

若为带线式产品,因考虑到线损带来的负载调整率差,

可保持VFB电压不变,同时增大R4和R10的阻值,减小IFB的电流,

具体IFB的电流取值需根据输出线材的压降来调试,

如设计为5V/1A的产品,假设输出空载为5.10V,

调试的最佳状态是负载0.5A时,输出电压达到最低值,如4.90V,

再增加负载,电压会因IC内部补偿功能唤醒使输出电压回升,

当负载达到1.0A时,输出电压回升到5.10V左右。

之前有做过一款输出5V/1A线长3.5米的产品,设计时IFB=0.15mA,

输出空载在5.15V左右,负载0.5A时输出为4.85V左右,负载1A时输出为5.14V左右。

听很多PSR IC的FAE说过,PIN1脚的C5也有此功能,但实际应用效果不明显。

D3应该大家都知道要用恢复时间较快的FR107。

R3和C2需取相对较小的值,

R3在VCC供电回路钟有一定的抗冲击和干扰的作用,但相对PWM线路来讲,其取值需相对较小,不大于10R,一般取2.2~4.7R。

C2取值不大于10UF,一般取4.7UF。

因为电源开启和负载切换时,VFB的电压会因C2的容量增大和R3的限流作用导致拉低,从而使输出产生电压尖峰。

若更严重得导致PSR延时检测开启而VFB电压仍未建立,输出的电压尖峰会更高。

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Wed May 03 14:05:00 CST 2017   |  只看该作者 34#

3. 输出回路,即:C3,C7,D5,R11,LED1

R11和LED1是输出的假负载,为避免IC在空载进入间歇模式导致输出电压不稳定而设置的。

D5的作用是防止回授失效而设置的过压保护,一般取值为6.2V。

C3,C7不仅是输出滤波,而且需有足够的容量来防止PSR IC在延时检测未开启前输出电压不受控而过冲。

若容量不够,会导致输出电压过冲而被D5钳位,被D5钳位到6.2V后会导致反馈线圈的电压也上升,从而出现输出电压持续在6.2V左右,且有功率损耗,D5会严重发热,但不会马上损坏。

曾经有人把这个D5去掉了,测试发现电容容量小导致的过冲现象有,但过冲后的电压因为没有D5钳位而正常了,

结果因此我接到了一个200K的订单。

为什么呢?因为客户反映说用它对IPOD充电时,充了一会,IPOD没充进电,而IPOD的输入接口发烫严重,甚至变形。

分析原因为,产品上的D5取掉了,到IPOD内部在输入接口电源上有一个稳压管并联作保护,就出现了上面的电压被钳位的问题……

C3,C7的取值不仅与其ESR值有关,也与变压器漏感和PSR IC延时检测的时间有关。

目前有PSR IC厂商因其客户反映变压器要求过于严格或负载调整率差等问题讲IC内部延时检测时间加长到9uS,甚至15uS.

大家可以想象,通电15uS不检测,输出电压会升到多高?

一般都会冲到10多V,甚至20V……

这个过冲的电压的电流因为有Vsense的限制,不会很大,可以等效为一个尖峰来处理,最直接有效的方法是加大输出滤波电压容量和减小ESR值来吸收它。

使用一般的LOW ESR电容,建议使用2颗470UF的并联。 (转自电源网)

美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Wed May 03 14:05:17 CST 2017   |  只看该作者 35#

PSR原边反馈的变压器设计:

目前比较流行的低成本、超小占用空间方案设计基本都是采用PSR原边反馈反激式,

通过原边反馈稳压省掉电压反馈环路(TL431和光耦)和较低的EMC辐射省掉Y电容,

不仅省成本而且省空间,得到很多电源工程师采用。

比较是新技术,目前针对PSR原边反馈开关电源方案设计的相关讯息在行业中欠缺。

下面结合实际来讲讲我对PSR原边反馈开关电源设计的“独特”方法——以实际为基础。

要求条件:

全电压输入,输出5V/1A,符合能源之星2之标准,符合IEC60950和EN55022安规及EMC标准。

因充电器为了方便携带,一般都要求小体积,所以针对5W的开关电源充电器一般都采用体积较小的EFD-15和EPC13的变压器,此类变压器按常规计算方式可能会认为CORE太小,做不到,如果现在还有人这样认为,那你就OUT了。

磁芯以确定,下面就分别讲讲采用EFD15和EPC13的变压器设计5V/1A 5W的电源变压器。

1. EFD15变压器设计 

目前针对小变压器磁芯,特别是小公司基本都无从得知CORE的B/H曲线,因PSR线路对变压器漏感有所要求。

所以从对变压器作最小漏感设计入手:

已知输出电流为1A,5W功率较小,所以铜线的电流密度选8A/mm2,

次级铜线直径为:SQRT(1/8/3.14)*2=0.4mm。

通过测量或查询BOBBIN资料可以得知,EFD15的BOBBIN的幅宽为9.2mm。

因次级采用三重绝缘线,0.4mm的三重绝缘线实际直径为0.6mm.

为了减小漏感把次级线圈设计为1整层,次级杂数为:9.2/0.6mm=15.3Ts,取15Ts.

因IC内部一般内置VDS耐压600~650V的MOS,考虑到漏感尖峰,需留50~100V的应力电压余量,所以反射电压需控制在100V以内,

得:(Vout+VF)*n<100,即:n<100/(5+1),n<16.6,

取n=16.5,得初级匝数NP=15*16.5=247.5

取NP=248,代入上式验证,(Vout+VF)*(NP/NS)<100,

即(5+1)*(248/15)=99.2<100,成立。

确定NP=248Ts.

假设:初级248Ts在BOBBIN上采用分3层来绕,因多层绕线考虑到出线间隙和次层以上不均匀,需至少留1Ts余量(间隙)。

得:初级铜线可用外径为:9.2/(248/3+1)=0.109mm,对应的实际铜线直径为0.089mm,太小(小于0.1mm不易绕制),不可取。

假设:初级248Ts在BOBBIN上采用分4层来绕,

初级铜线可用外径为:9.2/(248/4+1)=0.146mm,对应的铜线直径为0.126mm,实际可用铜线直径取0.12mm。

IC的VCC电压下限一般为10~12V,考虑到至少留3V余量,取VCC电压为15V左右,

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

因PSR采用NV线圈稳压,所以NV的漏感也需控制,仍然按整层设计,

得:NV线径=9.2/(38+1)=0.235mm, 对应的铜线直径为0.215mm,实际可用铜线直径取0.2mm。也可采用0.1mm双线并饶。

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发表于Wed May 03 14:05:26 CST 2017   |  只看该作者 36#

到此,各线圈匝数就确定下来了。

下面来确定绕线顺序。

因要工作在DCM模式,且采用无Y设计,DI/DT比较大,变压器磁芯研磨气隙会产生穿透力强杂散磁通导致线圈测试涡流,影响EMC噪音,所以需先在BOBBIN上采用0.1mm直径的铜线绕满一层作为屏蔽,且引出端接NV的地线。

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发表于Wed May 03 14:05:41 CST 2017   |  只看该作者 37#
绕完屏蔽后,保TAPE1层;
再绕初级,按以上计算的分4层绕制,完成后包TAPE 1层;
为减小初次级间的分布电容对EMC的影响,再用0.1mm的线绕一层屏蔽,包TAPE 1层;
再绕次级,包TAPE 1层;
再绕反馈,包TAPE 2层。
可能有人会说:怎么没有计算电感量?
因前面说了,CORE的B/H不确定,所以得先从确定饱和AL值下手。

把变压器CORE中柱研磨一点,然后装上以上方式绕好的线圈装机,并用示波器检测Rsenes上的波形,见下图中R5.

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发表于Wed May 03 14:05:54 CST 2017   |  只看该作者 38#
输入AC90V/50Hz,慢慢加载,观察CORE有没有饱和,如果有饱和迹象,拆下再研磨……直到负载到1.1~1.2A刚好出现一点饱和迹象,(此波形需把波形放大到满屏观察最佳)
OK,拆下变压器测量电感量,此时所测得的电感量作为最大值依据,再根据厂商制造能力适当留+3%~+5%的误差范围和余量,如:测量为2mH,则取2-2*0.05=1.9mH,误差为+/-0.1mH.
现在再来验证以上参数变压器BOBBIN的绕线空间。
已知:E1和E2铜线直径为0.1mm,实际外径为0.12mm;
          NP铜线直径为0.12mm,实际外径为0.14mm;
          NS铜线直径为0.4mm,实际外径为0.6mm;
                   TAPE采用0.025mm厚的麦拉胶纸。
A. 
NV若采用铜线直径为0.2mm,实际外径为0.22mm
线包单边厚度为:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE
=0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.22+0.025*2=1.77mm.
B.
NV若采用铜线直径为0.1mm双线并饶,实际外径为0.12mm
线包单边厚度为:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE
=0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.12+0.025*2=1.67mm.
测量或查EFD15的BOBBIN的单边槽深为2.0mm,
所以以上2种方式绕制的变压器都可行。
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发表于Wed May 03 14:06:18 CST 2017   |  只看该作者 39#
EPC13的变压器设计
依然沿用以上设计方法,
测量或查BOBBIN资料可得EPC13 BOBBIN幅宽为6.8mm,
次级匝数为:6.8/0.6=11.3Ts,取11Ts.
初级匝数为:11*16.5=181.5Ts,取182Ts.
反馈匝数为:15/(5+1)*11=27.5Ts,取28Ts.

EPC13的绕线方式同EFD15,再这里就不再重复了。
以上变压器设计出的各项差数是以控制漏感为出发点的,各项参数(肖特基的VF,MOS管的电压应力余量……)都是零界或限值,实际设计中会因次级绕线同名端对应输出PIN位出现交叉,或输出飞线套铁氟龙套管,或供应商的制程能力,都会使次级线圈减少1~2圈,对应的初级和反馈也需根据匝比减少圈数;另,目前市场的竞争导致制造商把IC内置MOS管的VDS耐压减小一点来节省成本,为保留更大的电压应力余量,需再减少初级匝数;以上的修改都会对EMC辐射造成负面影响,对应的取舍还需权衡,但前提是必须使产品工作在DCM模式。

先计算出次级,
因考虑到输出飞线套铁氟龙套管或输出线与BOBBIN PIN位交叉,所以需预留1匝空间,得,
次级匝数为:6.8/0.6-1=10.3,取10Ts.

再计算初级匝数,
因考虑到为MOS管留更大的电压应力余量,所以反射电压取之前的75%
得:(Vout+VF)*n<100*75%,
输出5V/1A,采用2A/40V的肖特基即可,2A/40V的肖特基其VF值一般为0.55V。
代入上式得:n<13.51,
取13.5,得NP=10*13.5=135Ts.
代入上式验证(5+0.55)*(135/10)=74.925<75,成立。
确定NP=135Ts.
下面再计算反馈匝数,
依然取反馈电压为15V,
得,15/(5+0.55)*10=27Ts.
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Jason
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发表于Thu May 04 09:27:25 CST 2017   |  只看该作者 40#
好贴,值得仔细研究一下!
mcusun2000
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发表于Thu May 04 09:41:02 CST 2017   |  只看该作者 41#
写得直不错,但是对电源不了解,最好有12V或5V的成品变压器供应,不用去了解这些东西。
广州冠图电...
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发表于Thu May 04 11:45:54 CST 2017   |  只看该作者 42#
Jason 发表于 Thu May 04 09:27:25 CST 2017  40# 好贴,值得仔细研究一下!
我是认真的看了好几遍,确实写得很不错。
高性价比电源。
流着汗的鱼
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发表于Thu May 04 13:15:50 CST 2017   |  只看该作者 43#
能否说一下,元器件的总成本大概是多少啊?
jeraw
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发表于Thu May 04 14:42:02 CST 2017   |  只看该作者 44#
有没有啥芯片可以转换3路电压输出的?变压器是个难题
杯吹的恩吉...
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发表于Thu May 04 15:07:49 CST 2017   |  只看该作者 45#
好专业的样子 我有朋友在做变压器,
美发产品方案:直发器、卷发器、电吹风、电推剪等。MCH发热体智能控温,全球电压自适应,安全、稳定。
Hawk
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发表于Thu May 04 15:21:00 CST 2017   |  只看该作者 46#
哎呦,不错哦,感谢分享!
diyoof
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发表于Thu May 04 16:02:57 CST 2017   |  只看该作者 47#
很不错的文章,自己做开关电源,变压器很重要,还有就是后期老化测试,比较麻烦!
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发表于Thu May 04 16:53:32 CST 2017   |  只看该作者 48#
广州冠图电源 发表于 Thu May 04 11:45:54 CST 2017  42# 我是认真的看了好几遍,确实写得很不错。
是值得多看几遍。。。欢迎交流心得
美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Thu May 04 16:54:00 CST 2017   |  只看该作者 49#
流着汗的鱼 发表于 Thu May 04 13:15:50 CST 2017  43# 能否说一下,元器件的总成本大概是多少啊?
总成本控制得好在一块多,一般是两块多
美国福斯特MOS 4N65BPG,7N65,12N65FG;美台AZ1117-3.3/1.8/ADJ;AS78L05RTR-E1;昂宝OB2512,OB2530
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发表于Thu May 04 17:16:07 CST 2017   |  只看该作者 50#
jeraw 发表于 Thu May 04 14:42:02 CST 2017  44# 有没有啥芯片可以转换3路电压输出的?变压器是个难题

可以用开关电源芯片来实现三路输出/AP8012H


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