确定芯片工作频率 - 开关电源变压器设计

　　5. 确定开关频率，选择磁芯确定变压器

　　这里确定芯片工作频率为 70KHz，芯片的频率可以通过外部的 RC 来设定，工作频率就等于开关频率，这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源，也可以采取外同步功能。与 UC384X 功能相近，变压器磁芯为 EER28/28L，一般 AC2DC 的变换器，工作频率不宜设超过 100kHz，主要是开关电源的频率过高以后，不利于系统的稳定性，更不利于 EMC 的通过性，频率太高，相应的 di/dt dv/dt 都会增加，除 PI 132kHz 的工作频率之外，大家可以多参考其它家的芯片，就会总结自己的经验出来。

　　对于磁芯的选择，是在开关频率和功率的基础，更多的是经验选取。当然计算的话，你需要得到更多的磁芯参数，包括磁材，居里温度，频率特性等等，这个是需要慢慢建立的。

　　20W ~ 40W 范围内 EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均都可以。

　　6. 设计变压器进行计算（续2）上面计算了变压器的电感量，现在我们还需要得到相应的匝数才可以完成整个变压器的工作

　　1）计算导通时间 Ton周期时间 T = Ton + Toff = 1/FswTon = T * DmaxFsw ， Dmax 都是已知量 70kHz ， 0.45 代入上式可得Ton = 6.43us

　　2）计算变压器初级匝数Np = Vin（min）*Ton/（ΔB × Ae） = 120Vdc * 6.43us/（0.2 * 82mm2） = 47 T（这里的数是一定要取整的，而且是进位取整，我们变压器不可能只绕半圈或其它非整数圈）

　　3）计算变压器 12V 主输出的匝数输出电压（Vo）：

　　12 Vdc整流管压降（Vd）： 0.7

　　Vdc绕组压降（Vs）： 0.5

　　Vdc原边匝伏比（K） = Vi_min / Np= 120 Vdc / 47 T = 2.55输出匝数（Ns） = （输出电压（Vo） + 整流管压降（Vd） + 绕组压降（Vs）） / 原边匝伏比（K）= （12 Vdc + 0.7Vdc + 0.5Vdc） / 2.55 = 6 T （已取整）

　　4）计算变压器辅助绕组（aux turning）输出的匝数计算方法与12V主绕组输出一样因为 ST VIPer53DIP 副边反馈需低于 14.5 Vdc，故选取 12 Vdc 作为辅助电压；Na = 6 T到这一步，我们基本上就得出了变压器的主要参数原边绕组：47T 原边电感量：0.77mH 漏感《 5%* 0.77mH = 39uH12V输出： 6T辅助绕组：6T下一步我们只要将绕组的线径 股数 脚位 耐压 等安规方面的要求提出，就可以发给变压器厂去打样了至于气隙的计算，以及返回验证 Dmax 这些都是一些教科书上的，不建议大家死搬硬套，自己灵活一些

　　6. 设计变压器进行计算（续3）

　　上面计算出匝数以后，可以直接确定漆包线的粗细，不需要去进行复杂的计算

　　线径与常规电阻一样，都是有定值的，记住几种常用的定值线径

　　这里，原边电流比较小，可以直接选用 φ0.25 一股

　　辅助绕组 φ0.25 一股

　　主输出绕组 φ0.4 或 0.5 三股，不用选择更粗的，否则绕制起来，漆包线的硬度会使操作工人很难绕

　　很多这一步“计算”过了以后，还会返回计算以验证变压器的窗口面积

　　个人认为返回验证是多余的，因为绕制不下的话，打样的变压器厂也会反馈给你，而你验证通过的，在实际中也不一定会通过；

　　毕竟与实际绕制过程中的熟练度，及稀疏还是有很大关系的

　　再下一步，需要确定输入输出的电容的大小，就可以进行布局和布板了。

　　7. 输入输出电解电容计算

　　输入滤波电解电容

　　Cin = （1.5~3）*Pin

　　输出滤波电解电容

　　Cout = （200~300）* Io

　　上面我们计算出输入功率 30W

　　所以 Cin = 45 ～ 90 uF

　　从理论上来说，这个值选的越大，对后级就越好；从成本上考虑，我们不会无限制的去选取大容量

　　此处选值 47uF/400Vdc 85℃ 或 105℃ 根据相应的应用环境来决定；电容不需要高频，普通低阻抗的就可以了

　　输出电流是 2A

　　Cout = 400～600uF

　　此处电容需要适应高频低阻的特性，这个值也可以选值变大，但前提必须是在反馈环内

　　因为是闭环精度控制，故取值 470uF/16Vdc

　　这里电源就可以选两颗 470uF/16Vdc，加一个 L，阻成 CLC 低通滤波器

　　基本上到这里，PCB 上需要外形确定的器件已经完成，即PCB封装完成；

　　下一步就可通过前面的原理图（SCH） 定义好器件封装。

　　8. PCB Layout

　　上面已经确定变压器，原理图，以及电解电容，其它的基本上都是标准件了

　　由 sch 生成网络表，在 PCB file 里定义好板边然后加载相应的封装库以后，可以直接导入网络表，进行布局；因为这个板相对比较简单，也可以直接布板，导入网络表是一个非常好的设计习惯

　　PCB layout 重点不是怎么连线，最重要的是如何布局；一般来说布局OK的话，画板就轻松多了

　　在布局与布板方面，

　　1） RCD 吸收部分与变压器形成的环面积尽量小；这样可以减小相应的辐射和传导

　　2） 地线尽量的短和宽大，保证相应的零电平有利于基准的稳定；同时 VIPER53DIP 这颗 DIP-8 的芯片散热的重要通道

　　3） 在 di/dt dv/dt 变化比较大的地方，尽量减小环路和加宽走线，降低不必要的电感特性

　　附上相应的图， N久之前的版本，可以改进的地方很多，各位自行参考：目前这一块板仍一直在生产