先上原理图.
B 参数计算:
变压器:
频率;?=65K
输入电压范围:Pin=100-240V
输出电压:Po=12V
效率:η=84%
Vcc供电电压:Vcc=15.5V
最大占空比:Dmax=0.45
ΔB=0.2
1、最小直流电压:Vinmin=90*1.2=108V
2、最大直流电压:Vinmax=264*1.414=375V

3、选择磁芯:AP=【(Po/η Po)*10000】/(2*ΔB*?*J*Ku)
=【(24/0.84 24)*10000】/(2*0.2*65*1000*400*0.2)
=525714/2080000 0.25 cm4
J电流密度=400 Ku绕组系数=0.2
选择EF25 AP=0.237cm4 AE=51.8mm2

4、Ton计算: Ton=T*D=1/6/5000*0.45=6.9us
5、初级计算: Np=VINmin*ton/ΔB/AE 108*6.9/0.2/51.8 72T
6、次级匝数计算: NS=(Vo Vd)*(1-Dmax)*NP/(VINmin*Dmax)
=(12 0.6)*(1-0.45)*72/(108*0.45) 10T
7、匝比计算:N=Np/Ns=72/10=7.2T
8、电流平均值:Iav=Po/η/Vinmin=24/0.84/108 =0.265A
9、峰值电流计算 Ipk=Iav*2/Dmax=0.265*2/0.45=1.178A
10、电流变化率ΔI 计算:CCM Ip2=3Ip1 Ipk=Ipk1 Ipk2
IP1=1.178/4=0.2965A IP2=1.178-0.2695=0.884A
ΔI =Ip2-Ip1
=0.884-0.2965=0.5865A
11、电流有效值:Irms=IPK*

=1.178*0.512=0.6A
Krp(0.4-0.6) ΔI/Ipk=Krp 最大电流脉动系数

12、初级电感量计算:Lp=Vinmin*ton/ΔI=108*6.9/0.5865=1.27mH 13、验证是否饱和:ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae=1.27*1.178/72/51.8=0.4T<0.32T
太高了我们把感量降低一点1mH再验证
ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae=1*1.178/72/51.8=0.315T<0.32T
这里具体绕制时再去决定增加圈数还是降低绕组。
14、次级峰值电流:Ipks=Ipk*N=1.178*7.2=8.48A
15、次级有效值计算:Irms=IsPK*

=8.48*0.566=4.78A
12、初级线径计算:Dp=

*2 =0.178*2=0.35mm J=5-7 这里取6
13、次级线径计算:Ds=

*2 =0.39*2=0.78mm J取10
14、集肤深度:导线线径不超过集肤深度的2倍,若超过集肤深度,则需多股并绕。δ=66.1/√∫cm=66.1/254.95=0.259mm
0.259*2=0.52mm
多股线计算=0.78/根号股数=0.78/1.414=0.55mm*2 取0.5*2 或0.55*2
15、次级V/N=(12 0.6)/Ns=12.6/10==1.26/T
16、反馈绕组计算: Nvcc=Vcc/Va=15.5/1.26=12T
变压器参数:Lp:1mH
NP1: 38T 0.35mm
Ns:10T 0.5*2
Np2: 34T 0.35mm
Nvcc:12T 0.18
NP放在第一层这样每咋的长度最短减少匝间电容,起线放在MOS端使dv/di最大的部分被绕组屏蔽EMI较好,Vcc放在最外层Vcc满载不至于过压,放在初次级之间充当屏蔽。初次级之间加屏蔽,铜箔屏蔽要比线屏蔽效果好,线跟线之间存在缝隙。需要时磁芯外可以包外屏蔽但是屏蔽也是会产生损耗的效率会下降。
1、保险丝:Irmsmax=Iav/0.6 0.6无PFC 加PFC0.9
=0.265/0.6
=0.44A
If=Irmsmax*2 温度升高降额及安规要求降额
=0.88Amin
输入额定100-264V,选择耐压250V保险丝
额定电压:即保险丝熔断两端电压,大于输入额定电压即可250V
熔断积分:0.5*Ipk2*t=0.5*Ipk2*(1/T/2) 对表查看可开关的次数。
额定电流:电流承载能力。
分断能力:额定电压下,保险丝能够安全的开路,阻止电流上升至破坏值损毁元器件
保险丝参数:1A/250V
桥堆选择:
Vd=2√2*Vinmax=2*Vinmax=747V
加470V压敏防雷击后其残压越775V左右*1.1(它表示在规定的冲击电流Ip通过压敏电阻器两端所产生的电压此电压又称为残压,所以选用的压敏电阻的残压一定要小于被保护物的耐压水平。)
Vd=775*1.1=852.5V 471最大残压775V
BR1=5*Iav=5*0.265=1.325A
桥堆参数:1A/1KV
压敏选择:
1、压敏电阻:V1ma=a*Vinmax/b/c a:电压波动系数1.2 b:压敏误差系数0.85 c:压敏老化系数0.9
=1.2*374/0.85/0.9
=487.9V
1000/2=500A IEC61000-4-5浪涌波形发生器对外输出有2欧的电阻通容量500A,考虑到流通容量随次数增加衰减需选取2倍。
V1ma:阀值电压或击穿电压压敏不能持续流过mA级电流,此电压为流过1mA直流电流压敏电压。
限制电压Vc:为残压压敏击穿2端的电压。
流通容量:压敏承受规定的电流电压波形及次数后,压敏电压不可超过10%的最大冲击电流的峰值。




根据上述选型表选择7D471K
X电容
安规规定X电容超过0.1uF需要加释放电阻,保证输入断电1S内降到安全电压,输入峰值电压的37%
0.65*R*Cx=1 如Cx0.22uF
R=1/0.65/0.22=7Mmax Cx:uF R单位M
R=1/0.65/0.22=7M max 我们选择R1A 1M R1B 2M 这里还要注意耐压我们选择2颗1206贴片电阻
因其他放电回路X电容漏电流这些因数所以最好实测调试。

输入2pin为2类,输入3pin为1类,2类加强绝缘,1类基本绝缘。2类选择X2电容,容量越大传导效果越好。
输入最大值:264
X电容参数:X2 0.1uF/275V
电解电容选择:
当低电压和满载时,输入电流和纹波电压才是最大的,所以我们选择低压计算,因为我们电源是要保持输出电压调整率的,在桥式整流电路中,只有输入电压大于电解电容时桥堆导通才给电容充电,在桥堆不导通的时间内,输出的能量由电容提供,所以低压满载时电容的放电斜率是最大的即ΔV,整流桥的电流也是最大。
C=24/0.9/η/?min/Vacmin2=24/0.9/65/902=50uF
V>Vinmax(375V)
电解电容参数:47uF/400V
共模电感选择:
我不太喜欢去算太复杂。
先上一个20mH UU9.8 测试传导去改变感量
Ds=

*2=0.138*2=0.27mm
共模电感:20mH 0.27mm UU9.8
启动电阻R3 R4:
(Vinmin-Vcc)/启动电流=R=(108-15.5)/5=18M(max)
电阻太小启动时间太长,这里选择2M
PW=(108-15.5)*(108-15.5)/R=0.042W
两端电压 375V
R3 R4取值2M 1206
VCC电容、整流二极管、限流电阻选择。
VCC电容10-15uF 根据推荐值选取,耐压大于Vcc OVP值一般30V左右
CE2Vcc电容取值:10uF 50V
D2整流二极管 快管 DFR1M
R8限流电阻2-10R选择 10R
RCD吸收
D1 1N4007
R5//R6经验取100-200K 这里取R5200K R6200K 实际根据Vds效率调整
C2经验取102-222这里取102/1KV
计算方法:
Vsn(电容两端电压)=0.9*BVdss-Vin
VRO(反射电压)=(Vo Vd)/(NS/NP)
R=2(Vsn-Vor)*Vsn/(Lk*Ip*Ip*fs)
钳位电容的值C=Vsn/(ΔV*R*fs)

这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%
以上总结,算出来的结果还得再试验中得到验证,只能做个参考;所以我们应以计算为基础,根据实验来回调整,找到一个更适合你的值。还有吸收电阻R一定要考虑降额使用,满足功率要求。
R7限流电阻 减小di改善EMI,经验取47-100R,这里我用47R 1206
MOS选择:
Vor=(Vo Vd)/NS*NP=(12 0.6)/10*72=90.27
Vds=Vinmax Vor 漏感(90V) 30(余量)
=375 90.72 90 30V=586,选择600V的管子
I=Io*3 取(输出电流2-3倍)
MOS损耗Irms2*Rds=Psw
封装根据空间尽量取大点,扇热好温度低。
MOS参数:6N60 TO-220封装
MOS驱动及栅极下拉电阻。
R9经验值20R-47R
D3经验值1N4148,快速关短
R10栅极下来电阻 经验值10K
主要参考推荐值
CS电阻
Rcs=Vcs/(IpK*1.2)=0.875/(1.178*1.1)=0.675 Vcs阀值电压1.2余量
PR=Irms*Vcs=0.6*0.875=0.525W 5pcs1206
R12 R12A R13 R14 R15参数:3.3R1206
R11 C3参照参考值即可,RC滤波来消弱HV对CS脚冲击保护IC。CS脚上的波形比上面的波形平滑而且不会有那么多毛刺,因为有RC滤波。
R11 C3 参数:
R11 100R
C3 101/50V
C4 FB滤波 推荐值102/50
C5结3脚保护脚,不使用的情况下 推荐贴一颗电阻推荐值104/50V
肖特基选择:
反向电压(Vo Vd) Vinmax/Np*Ns=12.6 52=64.6V,余量64.6*2=77.52V
I=Io*5=2*5=10A
封装TO-220,主要看温度效率
肖特基参数:10A100VTO-220
C6R16吸收:C6:经验值102-222
R16:经验值20-47R
测试辐射再去调整
吸收参数:
C6:102/100V0805
R16:22R 0805
输出滤波:
电容电压(Vo Vd)*1.2=12.6*1.2=15.12V
容量 Io*6=1200uF
L1差模电感选择 10uF以内 线径 (Io/3.14/7)开根号*2=0.6mm
R17假负载 尽量大,(Vo Vd)/Pw=12.6/0.12=0.0095=I 1206Pw= 0.125W
(Vo Vd)/I=12.6/0.0095=1.326K
输出共模100uF左右线径 (Io/3.14/7)开根号*2=0.6mm
参数:CE3:680uF/16V CE4:680uF/16V
L1:3.3uF/06mm
R17:1.5K 1206
LF2:100uF/06mm
反馈:
R18=(Vo-VLED-V431)/If=(12-1.2-2.5)/0.012=691R 817 If:1-50mAmax 431:1-100mA If:取12Ma
取680R PW=(12-1.2-2.5)*0.012=0.0996W
VLED:1.2-1.4V
R19 1.2V/0.001A=1.2K
Pw=1.4V*0.001=0.0014W
(1 R1/R22)*2.5= (1 39K/N)*2.5=12V N=10K
Pw=12/(39k 10k)=0.00025w
参数:
R18: 680R 0805
R19:1.2K 0603
R21:39K 0603 1%
R22:10K 0603 1%
C8 R20:经验取值105And1K或104And10K
Y电容:
根据初级峰值电压选取Y1,Y1参数交流额定工作电压250V,直流额定工作电压400V;二类产品漏电流小于0.25mA CY=Ileakage/2/π/?/Vrmsmax=0.25/2/3.14/63/264*10-6=2.39nFmax
可以选择不超过2390pF的电容 我们先选择Y1 102/400V的根据EMI再去调整,也可以选择2个Y2串联。
Y电容参数:Y1 102/400V

C、调试经验。
1、保险丝保证正常工作电流不损坏,产品损坏大电流时,认证前面是接了一个空气开关之类的,保证在空气开关关断前先断开,断开后耐压保证不拉弧,额定100-240 250V保险丝即可,认证这一项只管满足额定即可,保险丝属于安规器件所以元器件就要满足安规比如我们做UL需要元器件有UL认证,3C元器件需做CQC认证。保险丝前后距离,海拔2000米大于2.0mm 海拔5000米大于2.5mm。
2、压敏电阻,我们做开关电源范围都是90-264,471的压敏即可,具体7D 10D 14D看我们打差模还是共模和几KV。属于安规器件所以元器件就要满足安规比如我们做UL需要元器件有UL认证,3C元器件需做CQC认证。在后级原件可以承受所打雷击时,可以不加。
3、X电容,大于0.11uF需要释放电阻来满足1S电压释放至37%,实际选择还是要看传导,电压需满足耐压我们电源属于消费类产品2类产品所以选择X2。属于安规器件所以元器件就要满足安规比如我们做UL需要元器件有UL认证,3C元器件需做CQC认证。容值越大传导越好。
4、 共模电感,经验是越大传导越好。碰过一次高压效率OK,低压效率低了就是因为这里线细了。
5、 CE1单电压220V取值Po*1,宽电压100-240V取值PO*2,电容太小可能会产生的问题低压带载不能起机,功率器件温度高,传导不好。
6、R3 R4启动电阻,太小空载功耗低能效低,高了起机时间慢。可以接在L N或者释放电阻去降低空载功耗。同样有起机时间慢的问题。
7、Vcc电容,尽量取大点,碰到过在满载转空载时电压有个跌落,进入欠压保护。并一个高频电容可以滤除高频杂波。
8、R5 R6 吸收电阻,一般选择100-200K小功率1颗中功率要用到2-3颗,具体看功率。越小Vds越低,能效越差。
9、C2吸收电容,选择102-222,电容越大Vds越低,能效越差。经验:更换材质可以降低噪声。
10、D1二极管,快慢管可以根据EMI噪声选择。经验慢管可以减少MOS关断时的震荡频率。
11、R7限流电阻,降低di,可以改善EMI。
12、R8限流电阻,限制VCC供电电流及滤除尖峰的作用,一般2-10R,调整这个电阻可以改变Vcc电压,尽量小一点有方案中遇到过大了,空载电压飘高。
13、D2整流管,尽量选择快管,碰到过使用慢管空载电压飘高,碰到一种情况VCC电压OVP,快管换慢管可以降低。
14、R9驱动电阻一般我取30-47R之间,大一点EMI好,但是效率会下来,这里遇到过问题,一个方案中大于39R,空载电压会跳。
15、D3快速释放 提高关断速度,减小电压电流交叉面积,减小损耗。因为布线中存在ESL,在驱动波形震荡厉害的情况下可以穿个小电阻来改善。
16、R10栅极下拉电阻,一般去10K,释放栅极结电容,防止误动作,可以接在S极或地。
17、C17在ds预留一个电容位置,改善EMI,100-101,太大影响效率。
18、R11 C3组成以个RC滤波选择按IC资料,主要有RC滤波,消隐,延时的作用具体看方案。C3不要太大,有碰到装104低压带载不能起机。
19、C4 FB滤波,SSR中没遇到过问题,在PSR方案中碰过,短路不保护炸机,可以在FB并一个小电容我是并了1个47pF。
20、3脚保护脚,这里我没用所以并个电容,据FAE介绍可以悬空。这里还可以做输出OVP,在输出做一个稳压电路接光耦过呀点亮FB拉低过压保护。