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第一次玩PSR

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楼主
本帖最后由 不亦心 于 2012-3-12 11:38 编辑

上班一直都是用公司自己的IC做案子,搞来搞去都是那些东东,枯燥,乏味。前几天淘了几颗OBPSR控制器,用洞洞板搭了一下电路,玩玩PSR,简单的测试了一下,基本满足设计要求。翻翻二姨家的帖子也很少有讨论PSR的,自己也是第一次玩,没有神马经验,就把在这次的实验过程贴出来请大家指导指导。
实验目标:
Input85VAC-265VAC
Output24V/0.55A
洞洞板实测:
CV:高低压均在24.5V左右,空载电压偏高,不稳,需加死负载。空载或轻载时有轻微音频叫声。电流超过0.6保护,无输出。
CC18V-24V,均在0.53A,恒流电压范围没有具体测,因为打算让其工作在CV模式,设计的时候也就没有考虑CC模式的电压范围。

变压器设计:
磁芯选择EFD20 Ae=28.8mm²,设△B=0.2
理论计算:
设低压满足时,工作频率为60Khz,占空比为0.45
则,T=16.67uS
Ton=7.5uS
Td=0.5T =8.3uS
OBdatasheetf=1/2Td,由此可得Td=0.5T

Input120VDC---375VDC

Np=Vinmin*Ton/(△B*Ae=156T
Np初级匝数)

由伏秒积平衡得Vinmin*Ton=Vor*Td
(Vor
为反射电压)

120*0.45T=Vor*0.5T所以Vor=108V
N=Vor/(Vout+Vd)=108/(24+1)=4.32
(N
为匝比)

所以Ns=Np/N=36T
(Ns
为次级匝数
)

辅助绕组取15V,则辅助绕组匝数Nf=15/(25/36)=21.6T,实际取22T,则辅助绕组实际电压为:(25/36)*22=15.3V
OBdatasheet可知电压反馈电压基准为2V,所以辅助绕组的取样电阻可取20K3K

到此,已计算出变压器各绕组匝数:NpNsNf=156:36:22
电压取样电阻,上电阻:下电阻=20K3K

下面计算初次级峰值电流:
由于工作于DCM模式,不难知道,Io*T=0.5Td*IpksIo输出电流,Ipks次级峰值电流)
所以Ipks=2.2A
由安匝平衡可知Ipk*Np=Ipks*Ns,固Ipk=0.51A
(初级峰值电流)

OBdatasheet可知,峰值电流检测电压为0.91V,所以电流取样电阻Rs=0.91/0.51 =1.78R
由于能量在转换过程中有损耗,所以要留有余量,故,实际电流取样电阻可以适当取小一点。

知道Ipk以后同样可以求出初级感量Lp=Vinmin*Ton/Ipk=1.7mH

到此又求出了初级电感量:Lp=1.7mH
初级电流取样电阻:Rs=1.78R
到这里基本上,各个关键参数都已经计算出来了。至于线径,整流管,RCD等参数的计算和普通反激一样,不再罗嗦了。

实际制作。
根据计算初级用0.2mm,次级用0.4mm的线径即可。
由于PSR是从原边控制,所以对变压器的漏感及初级和辅助绕组的耦合度要求比较严格。所以,变压器用三明治绕法,并且次级和辅助绕组尽量绕满整层,尽量避免绕不满或多层。
以上计算的156T36T22T可能不能满足满层的情况,要根据实际绕制具体调整。当然了也可以根据骨架窗口面积计算重新调整。但是这种计算出来的到实际还是有偏差,还要调整,所以我就直接绕制了,根据绕制情况调整。
EFD20的骨架,0.2mm的线绕制一层实际为59T
0.4mm绕制一层实际为31T
这样算来,初级再绕一整层59T就是118T,次级是31T,那么辅助绕组就应该调整为19T
也就是说调整以后的情况是
NpNsNf=118:31:19
这样到底行不行?磁芯会不会饱和?MOS耐压够不够?那就需要反过来验证一下。
N=Np/Ns=Vor/(Vout+Vd)所以调整后的Vor=95V
由于Vinmin*Ton=Vor*Td,即120*Dmax*T=95*0.5T所以Dmax=0.3958
如果开关频率还按60Khz来计算,则

B=Vinmin*Dmax*T/Ae*Np=0.233,可以接受。所以此调整参数可以用


下面重新计算一下,初级峰值电流和电感量
Ipk=Ipks*Ns/Np=0.578A
Rs
1.5R

Lp=Vinmin*Ton/Ipk=1.4mH

还有一个参数就是,辅助绕组的线径。由于辅助绕组的匝数已经确定为19T,那么只需要选择合适的线径满足其绕满整层即可。根据实际绕制,发现0.3mm*2刚好。

至此,变压器及各参数调整完成:
Np0.2mm     118T      两层
Ns0.4mm      31T       一层
Nf0.3mm*2   19T       一层
绕序:59TNp---31TNs---19TNf---59TNp
Lp=1.4mH
电压取样电阻: 20K3K
电流取样电阻: 1.5R

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沙发
Siderlee| | 2012-3-12 12:44 | 只看该作者
这都没人?

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板凳
jjjyufan| | 2012-3-12 13:34 | 只看该作者
完整的资料打包放上来,就完美了,也让大家学习学习,
楼主在做块板子,弄个DIY 包就更更更完美

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地板
david0015| | 2012-3-14 23:47 | 只看该作者
阁下输出规格是什么样的

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5
Push_Pull| | 2012-3-15 08:35 | 只看该作者
好贴。最近俺也在搞PSR,恒流输出0.3A,电压范围在39-54V之间。到时候跟LZ取取经

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6
不亦心|  楼主 | 2012-3-15 08:56 | 只看该作者
:L 貌似我写了啊 4# david0015

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7
不亦心|  楼主 | 2012-3-15 08:57 | 只看该作者
第一次玩,向我取经,有没有搞错:funk: 5# Push_Pull

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8
Push_Pull| | 2012-3-15 14:57 | 只看该作者
7# 不亦心

没搞错,好歹你也是先比我卖出第一步。变压器已经做好发回来了,可怜的电路板还要等1个星期。
话说LZ,为什么你的线圈一定要凑足一层?

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9
不亦心|  楼主 | 2012-3-16 12:20 | 只看该作者
绕两个变压器,一个满层一个不满,实测一下漏感就知道了 8# Push_Pull

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10
Push_Pull| | 2012-3-20 16:17 | 只看该作者
PCB板已到,明天开工,持续跟新此贴

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11
不亦心|  楼主 | 2012-3-20 16:37 | 只看该作者
你动作太慢了,我又换玩PI的TOP系列了,PCB收到了,IC估计明天会到;P 10# Push_Pull

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12
Push_Pull| | 2012-3-21 16:49 | 只看该作者
11# 不亦心

有点杯具啊,搞了一天还没搞定。输出电压达不到预期值,电压反馈基准也没达到标准值。VCC电压锯齿波,VCC挂上辅助电源,也不稳定。如果输出不加假负载,电压无限升高,貌似这个基准不起作用。不亦心哥,给点参考意见啊。

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13
不亦心|  楼主 | 2012-3-21 18:03 | 只看该作者
死负载是要加的。上图吧 12# Push_Pull

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14
Push_Pull| | 2012-3-22 08:46 | 只看该作者
13# 不亦心

图来了
psr.pdf (45.65 KB)

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15
Push_Pull| | 2012-3-22 08:48 | 只看该作者
本帖最后由 Push_Pull 于 2012-3-22 11:25 编辑

变压器参数,原边96 副边70  辅助26  电感量790uh    EFD20磁芯  AE=31MM2
输出39-54V   0.3A  最大频率50KHZ

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16
不亦心|  楼主 | 2012-3-22 10:45 | 只看该作者
看不出来神马情况啊。死负载是必须加的,因为电压反馈有前沿消隐,那段时间是没有电压反馈的,空载的话,被后级电容积累,电压越来越高。。。

你把输出整流管上的RC断开,看一下
15# Push_Pull

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17
Push_Pull| | 2012-3-22 11:21 | 只看该作者
本帖最后由 Push_Pull 于 2012-3-22 11:24 编辑

16# 不亦心 \

RC断开测试过了,没啥用。我现在测试加了10K假负载,测试的时候输出电压才15V左右。  VCC波形就一锯齿波(最高15.2,最低8.4V)。我怀疑是辅助绕组供电够。但是加上外部的辅助电源,还是一样。挂了外部电源,测试了驱动频率,才860HZ,我了个X的。完全不太对么。  要么是变压器设计不太对了。  我重新再设计一个试试

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18
不亦心|  楼主 | 2012-3-22 12:19 | 只看该作者
本帖最后由 不亦心 于 2012-3-22 12:20 编辑

检查变压器相位先

不行就邮寄给我焊好的两块板,我帮你调,调好了,我留一块;P

17# Push_Pull

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19
Push_Pull| | 2012-3-22 13:08 | 只看该作者
18# 不亦心

相位 我也早换过了,辅助,输出都换了相位。都是一样。

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20
Push_Pull| | 2012-3-22 13:26 | 只看该作者
我在去调试下,重新做个变压器。弄弄看。PSR除了变压器,就是采样那里,也没其他地方弄了。到时候我调试好了给你寄个板子寄个芯片好了   :$

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