先看看供應商送的外殼樣品,有好幾個抽屜,應該是積累了多年的結果!

　　挑了個小的,測了下三圍,長約83.5毫米

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　　寬約42毫米,

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　　高約30.5毫米

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　　全景加上內(nèi)部圖:

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　　外殼厚2.5-2.6毫米,兩側面長75毫米,去除厚度,PCB的兩邊不會超過70毫米,假設錫點高2毫米,PCB厚1.6毫米,元件的高度要限制在22毫米左右,由于外殼的弧形結構,四周的元件要矮一點.

　　算下體積,做個反激24W左右的電源應該可以,就按12V2A做吧.

　　接著應該定個方案了,先選IC,反激這一塊可選的IC真是不能再多了,公司里常用的是昂寶這個品牌,這個功率段用OB2263不會有問題,由于體積有點小,優(yōu)選貼片的,同樣很多元件都應該以貼片為主.....

　　接下來就按OB2263設計電路圖.....

　　完成的原理圖,是按OB的典型應用設計的,

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　　電腦上沒有PDF生成軟件,只好截圖....

　　下面是各部分,輸入濾波/整流

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　　PWM及VCC供電部分:

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　　輸出和電壓取樣部分:

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　　先說下輸入濾波/整流部分元件取值估計方法:

　　重傳下這部分電路,方便觀看

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　　由于PCB的面積較小,而保險要求的距離要2.5毫米以上,為方便布局并節(jié)省空間,把保險絲放到輸入的最前.假設輸出24W,允許最大輸出為1.2倍,效率假設為80%,最低輸入交流85V,加上只有電容濾波,PF值約0.5,那么輸入電流有效值約為

　　IAC=24*1.2/0.8/85/0.5,約等于0.85A;

　　由于溫度降額,開機沖擊等原因,這個保險絲取值應該在1A以上,而且保險的作用并不在于保護后面元件的安全,只要求能斷開電網(wǎng),所以取個2A250V的值.

　　輸入端離外殼比較近,元件不能用太高的,X電容用了小體積(約13*12*6)的,容量只有0.1微法,R1,R2為放電電阻,要求斷開電源1秒后X電容上的電壓降到安全范圍內(nèi),經(jīng)計算,1.5M以下完全滿足要求,但要滿足耐壓,還得用二個電阻串聯(lián).

　　接下來是橋堆,按保險絲算出來的電流取就可以,耐壓同樣要滿足,個子也盡量小,用了個KBP206.

　　共模電感也是按經(jīng)驗用的,40W以下一般是UU9.8,這顆料常見成本也低,考慮到X電容偏小,在橋堆和電感之間加入一個聚酯類的電容,好處是可以做到小體積大容量.

　　電解電容也是按2微法/W的經(jīng)驗值取,這里用47微法.

　　C1,C7是小容量貼片高壓電容,如果做EMI的話可以按需要取舍.

　　接下來說說PWM部分,原理圖如下:

　　R3,R4,E2組成IC的啟動電源,基本上按廠家給的數(shù)據(jù)賦值,實際上這個回路是有算法的,要求IC輸出一個驅動信號之后電容上的電壓不能低于IC的關閉電壓值.

　　插個不是題外的題外話:據(jù)我所知,有幾家電源廠考試時會考到這個問題,就是問應試者怎么取啟動電源的元件數(shù)值,也不知道是哪個廠家開始搞的.這個對基礎知道要求還是挺嚴的,包含了IC,電容,電阻的基本知識,如耐壓,漏電流等等.

　　IC第一腳接地,是輸入/輸出信號和電源的公用端;2腳反饋,外接光電耦合器的集電極,并一個用于濾除高頻信號的小容量電容;3腳外接電阻到地可以改變IC的工作頻率,這里取推薦值100K;4腳電流感應信號輸入端,內(nèi)部已經(jīng)有延時,小功率應該時一般不用再外加RC延時;5腳為IC的供電端;6腳驅動信號輸出,外接的R6,R7,D5可以改變驅動信號對MOS輸入電容的充放電速度,進而對開關波形的上升下降沿作調(diào)整,有利于EMI整改,R8主要作用是泄放MOS柵-源間積累的電荷,一般取值幾K到40-50K,按經(jīng)驗用10K.

　　C6也用于改善開關波形,一般100P以下常用,做EMI時按需取舍,先留個位置.

　　CY1是安規(guī)電容,由于漏電流的規(guī)定,取值不大于103,算法比較麻煩,可以按經(jīng)驗取值,具體可以在EMI整改時調(diào)整.

　　D6,C5,R12,R13是MOS的吸收回路,要保證MOS不會因為變壓器感應的反射電壓和漏感造成的尖峰擊穿.同時它們也會引起損耗,因此取值時得有個折衷.

　　R9,R10,R11用于將開關電流轉換成電壓,具體的取值要看變壓器設計了.

　　最后說下輸出和電壓取樣反饋部分,電路原理圖如下:

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　　D7是整流管,一般情況下,參數(shù)要求正向電流大于等于3倍輸出電流,具體算法不再說明;反向耐壓大于(初級最高電壓除以初次級匝數(shù)比+輸出電壓),并留有一定余量.按經(jīng)驗這里用100V的管子就行,因體積較小,設定電流10A,可以減少發(fā)熱量.

　　R15,C4是整流管的吸收回路,對整流管的電壓波形起調(diào)整作用,并防止過高的尖鋒電壓損壞整流管;對EMI整改有用.

　　R16,R21是假負載,對電源輕載時的穩(wěn)定性有作用,并不一定用到,先留位置.

　　E3,E4,E5是儲能電容,可以說輸出部分的能量都要由它們提供,對它們的要求是內(nèi)阻越小越好,能承受的紋波電流越大越好;

　　R17,R18,R19為電阻分壓取樣網(wǎng)絡,通過調(diào)整它們的值可以確定輸出電壓,這里輸出電壓約為基準電壓*(R19/(R18//R17)),圖中用431作基準,基準電壓約為2.495V,算出來輸出電壓約為12.3V.

　　R20為光耦限流電阻,C3是431本身的一個反饋網(wǎng)絡,為簡單化,只用了一個105的電容.

　　完成的PCB文件:

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　　用了立式EE25變壓器,為了過安規(guī),次級用飛線引出;DS吸收回路中的電容也改成貼片的;為降低高度,MOS和肖特基的焊盤孔都加大,元件可以直接貼到板上.

　　面積受限,將Y電容騎到光耦上面;

　　前面開槽用于焊接AC線,后面的方便放置線卡.

　　同時生成DXF文件,用于繪制散熱片.

　　用CAD做的散熱器圖紙:

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　　2毫米厚,鋁制.

　　其實在布板之前已經(jīng)對變壓器進行選取，個人習慣按AP法選用磁芯，由于整機高度和PCB面積限制，只能選小一點的，相同頻率相同功率下斷續(xù)模式用的磁芯要小一點，決定以斷續(xù)模式計算磁芯。

　　AP值的公式：

　　AP=Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?]

　　其中Pt=Po+Po/ ?

　　Pt：視在功率，單位W;

　　Po：變壓器的輸出功率，單位W;

　　? ：變壓器的效率，小功率一般選0.9-0.95，選0.92;

　　ko：窗口的銅填充系數(shù)，一般選0.3-0.5,這里考慮到安規(guī)，會用三層絕緣線做次級，用0.3;

　　kc：磁芯填充系數(shù)，對于鐵氧體=1;

　　fosc：磁芯工作頻率,單位HZ;

　　j：電流密度，一般取j=5A/mm2

　　Bm：變壓器工作磁通，單位高斯

　　AP值的單位，CM的4次方.

　　這里的變壓器輸出電壓約(12.3V+0.6V)，0.6V是肖特基二極管正向電壓降;電流是2.4A(設過電流點為正常輸出電流的120%);變壓器輸出功率是31W.

　　工作于斷續(xù)模式,BM取2000高斯,得到AP值為0.18。

　　接下來計算變壓器，過程大抵如下：

　　1，計算輸入最小交流對應的直流電壓：

　　設最低輸入電壓85V，容性負載時電容上的電壓約為輸入交流值的1.2倍，約為102Vdc;

　　2，確定頻率和最大占空比，占空比大變壓器利用率高，次級感應的電壓低，可以用耐壓低的整流二極管，但初級開關管的峰值電壓高，所以有時得折衷選擇.

　　這里設頻率為65KHZ,占空比為0.4,由這兩個算出開關管最大開通時間為6.15微秒;

　　3，由最大占空比算出匝比N：

　　N=(最低輸入電壓*最大占空比)/(輸出電壓+整流二極管正向電壓降)/(1-最大占空比)，

　　N=(102*0.4)/(12+0.6)/(1-0.4)=5.397

　　由N可以得出反射電壓Vor=(輸出電壓+整流二極管正向壓降)*N,

　　代入上式結果,得到Vor=68V;

　　4，確定變壓器最大輸入峰值電流：

　　IPK=2*變壓器輸出功率/(變壓器效率*最低輸入直流電壓*最大占空比)

　　=2*(12+0.6)*2/(0.92*102*0.4)

　　=1.3427(A)

　　5,算出變壓器初級電感LP:

　　LP=(最低輸入電壓*最大開通時間)/峰值電流,

　　LP=(102*6.15)/1.3427

　　=467(uH)

　　取470微亨

　　6，算出初級匝數(shù)NP：

　　NP=(初級電感量*初級電流峰值)/(磁芯截面積*工作磁通)

　　計算AP值時已經(jīng)取工作磁通2000高斯，EE25的磁芯截面積為40平方毫米，這里如果電感量用微亨的話，工作磁通應該用特斯拉，2000高斯=0.2特斯拉.

　　NP=(470*1.3427)/(40*0.2)

　　=78.9，取79匝;

　　7，由匝比算出次級匝數(shù)NS=79/5.397=14.6，取15匝;

　　8，設OB2263工作時供電電壓為18V，則供電繞組匝數(shù)=18/(12+0.6)*15，約等于21匝.

　　接下來按電流容量取線徑，算窗口填充系數(shù)，我初級線徑取0.35*1根，次級用二根0.5的三層絕緣線，供電繞組用0.2漆包線*1根.

　　查了下它們的數(shù)據(jù)，0.2的線最大外徑為0.27，0.35的線最大外徑0.42，0.5的三層絕緣線為0.8，線包總的截面積為

　　3.14*(0.27*0.27*1*21+0.42*0.42*1*79+0.8*0.8*2*15)/4=27.2平方毫米，

　　EE25的AW為78.2，則填充系數(shù)=27.2/78.2，約為0.35，可以裝得下.

　　得知PCB下午應該能到，變壓器還沒來，先手工繞個，次級沒用三層絕緣線，只用了0.65的漆包線一根，樣子有點丑，因為沒找到合適的膠帶，自己裁的.....

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　　看起來還有好多繞線空間....

　　可以的，不過板已經(jīng)發(fā)出打樣，現(xiàn)在的PCB卻改成這樣了：

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　　整體沒什么變化，400V電解電容陽極處的跳線J1取消了，要加工一下電解電容才好插件.

　　基本完成插件作業(yè)...先上個圖

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　　繼續(xù)進行中，上幾張....

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　　這是來的散熱器...

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　　穿上硅膠套管做絕緣....

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　　打上管子，沒找到新的塑封10100，只能用舊的了...

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　　另一面.....

　　裝起來就這個樣子，大電解用的是16*26的;

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　　焊上引線，接底殼...

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　　測試中，變壓器也到了，干嘛不早點到呢...

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　　上測試圖。。。。。

　　先說下改動了哪兒，有DIY的朋友注意了。

　　1，光耦的限流電阻改4.7K;

　　2，輸出端的E5由8*14改8*12，220微法，原因是高了不好裝殼。

　　3，輸出加了假負載3K，1206的。

　　4，散熱器二極管處斜剪掉2*2的一個三角，原因同上條。

　　5，MOS吸收回路的C5改222/1KV貼片。

　　先上空載：

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　　機子測試中。。。。。

　　MOS的波形：

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　　滿載波形230V：

　　滿載120VAC，沒60HZ的AC源，測試50HZ的：

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　　電壓還低一點就變這樣：

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　　只測滿載，如有DIY的朋友自己測試其他的負載，還是手工做的那變壓器，全50HZ頻率下測量的;

　　效果有點不如意，朋友們自己可以在變壓器上改良一下：

　　230V時

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　　120V時

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　　100V時