基于SM7022设计的12W反激式开关电源(12V1A 5V2A)原理图+PCB+BOM

476、基于SM7022设计的12W反激式开关电源(12V1A 5V2A)原理图+PCB+BOM+设计说明

反激变压器参数计算：

E = (Lp*(Ip)2)/2 -> 减小电感Lp，Ip会同比例增大，能量增加
P ≈ (Vdc*Ton)2/(2*T*Lp)[W] -> 只要反馈环路保持Vdc*Ton恒定，即可保持输出恒定
Ip = (Vin(min)*Ton(max)) / Lp
Vo = Vin(min)*Ton(max)*平方根(Ro/(2.5*T*Lp)) ->反馈环在Vdc或Ro上升时减小Ton，在Vdc或Ro下降时增大Ton，从而自动调整输出

一、已知参数

输入电压范围： AC 85V~265V
输出电压及电流：DC 5V/2.4A
副级输出电压 : DC 14.5V
开关频率： Fsw = 60kHz
磁芯： EF20 (适合10W至20W)
磁芯参数： Ae = 33.5mm2

二、设定参数

效率 η= 80%
最大占空比： Dmax = 0.45
磁感应强度变化：ΔB = 0.2
反激电压： Vor = 100V (Vor < 150V)

三、计算匝数和电感量

输出功率 Po = 12W
输入功率 Pin = 12W/0.8 = 15W
输入最低电压 Vin(min) = 85Vac*1.414 = 120Vdc
输入最高电压 Vin(max) = 265Vac*1.414 = 375Vdc
输入平均电流 Iav= Pin/Vin(min) = 0.125A
输入峰值电流 Ipeak = 4*Iav = 0.5A
原边电感量 Lp = (Vin(min)*Dmax)/(Ipeak*Fsw) = 1.8mH
漏感 Lleakage < 5%*Lp

四:计算匝数

导通时间 Ton = T*Dmax = 7.5us
初级匝数 Np = （Vin(min)*Ton)/(ΔB*Ae) = 135T φ0.25*1*135T

初次级匝数比Np/Ns = Vor/(Vout+1V) = 16.67
初副级匝数比Np/Na = Vor/(14.5V+1V) = 6.45

次级匝数Ns = Np/16.67 = 9T φ0.50*3*9T
辅助绕组Na = Np/6.45 = 21T φ0.25*1*21T

五、验证设计

Bmax = (Ip*Lp) / (Np*Ae) = 0.2 < 0.3, 设计合理
Vsm = Vin(max) + Vor = 475V, 加上漏感尖峰 Vsm+Vsm*25% = 593V ,设计合理
Vom = Vin(max)*(Ns/Np) + Vo = 54V

输入输出电解电容：
输入滤波电容 Cin = （1.5~3）*Pin = 22.5~45uF
输出电容 Cout = (200~300)*Io = 480uF ~720uF

二、变压器绕制方法

原边：3 -> 1 辅助: 4 -> 5 次边：9,10 -> 6,7 3,4,9,10为同名端
N1: 3 -> 2 : φ0.25*1*67T
N2: 9-> 6,10->7 : φ0.50*2*9T
N3: 2 -> 1 : φ0.25*1*68T
N4: 4 -> 5 : φ0.25*1*21T
2,8 剪脚

三、制作说明

1、型号：EF20-5V2.4A
2、骨架EF20(卧式 5+5) PC40磁芯
3、电感量Lp(1->3) = 1.8mH ,漏感为Lp的5%以下
4、原边vs副边：3500Vac@1mA1min 无击穿无非狐
5、副边vs磁芯：1500Vac@1mA1min 无击穿无非狐
6、阻抗：原边vs副边/绕组vs磁芯：500Vdc 阻抗 > 100M

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