24W12V 開關電源方案--開關電源原來是這樣設計的

各種大家電、小家電、LED產品的設計基本上都離不開開關電源（Switch Mode Power Supply）。前段時間給大家分享過一款12V/6W開關電源方案，並分享開關電源的設計方法。大家反應功率太小，希望能有更大功率的方案，下面就給大家分享一款24W/12V的方案。

本方案用到一款國產的高效能開關電源控制晶片DK124，下圖是我設計的電路原理圖

24W/12V開關電源原理圖

開關電源設計引數如下：

輸入電壓：85~265VAC（本設計為寬電壓輸入，基本上全球所有國家都適用）

輸出電壓：12V/2A（24W）

設計開關電源最重要的是高頻變壓器設計，本方案高頻變壓器設計如下：

設計變壓器前我們需要先確定以下引數：

輸入電壓範圍：85~265VAC

輸出電壓電流：DC12V，2A

開關頻率：F=65KHz（參照晶片的規格書）

最大佔空比：D=0。5

磁芯選擇：

24W的開關電源，選用EF25的磁芯來設計變壓器就可以了。（多大功率用多大的磁芯大家可以自行網上深入瞭解一下）

原邊電壓Vs計算：

輸入電壓為AC80~265V，計算最低電壓下的最大功率，最低電壓為80V。

Vs=80*1。3=100V（要考慮線路壓降及整流壓降）

計算導通時間：

Ton=1/F*D = 1/65*0。5=7。7uS；

計算原邊匝數Np：

Np=Vs*Ton/△Bac*Ae

Np：原邊匝數

Vs：原邊直流電壓（最低電壓值）

Ton：導通時間

△Bac：交變工作磁密（mT），設為0。2

Ae：磁心有效面積（平方毫米），EF25 磁心為51平方毫米

Np=（100 *7。7）/（0。2*51）≈75匝

計算副邊匝數Ns：

Ns：副邊匝數

Np：原邊匝數

Vout：輸出電壓（包含線路壓降及整流管壓降，12V+1V=13V）

Vor：反激電壓（設定該電壓不高於150V，以免造成晶片過壓損壞，本設計中設為100V）

Ns=（13*75）/100≈10匝

計算原邊電感量Lp：

Lp=（Vs *Ton）/Ip

Lp：原邊電感量

Ip：原邊峰值電流（晶片設定最大峰值電流1200mA，此引數要小於晶片的峰值電流引數1500mA）

Lp=（100*7。7/1200≈0。64（mH）

變壓器的設計驗證：

變壓器的設計時最大磁感應強度不能大於0。4T，（鐵氧體的飽和磁感應強度一般為0。4T 左

右），由於單端反激電路工作在B-H 的第一象限，磁心又存在剩磁Br 約為0。1T，所以最大的工作磁通Bmax 最大隻有0。4-0。1=0。3T

Bmax=（Ip*Lp）/（Np*Ae）

Bmax=（1200*0。64）/（75*51）=0。2

Bmax

變壓器的漏感：

變壓器不是理想器件，在生產過程中一定會存在漏感，漏感會影響到產品的穩定及安

全，所以要儘量減小，漏電感應控制在電感量的5%以內。

根據以下設計，最終得出以下變壓器引數（把以下參考給供應就可以供樣了）：

使用磁心：臥式EF25，你也可以用立式的

原邊匝數Np=75匝，線徑0。32mm 原邊4腳起1腳落 ，5腳為空腳作固定用

副邊匝數Ns=10匝，線徑0。91mm 副邊9腳起7腳落

原邊電感量Lp=0。64mH

EF25磁芯骨架腳位尺寸圖

注意：漆包線的線徑大家可以根據電流的大小選定，腳位要定義為防呆的，防止生產時插反

重要元件說明：

F1：保險絲250V/2A，必需安裝

C1：X2安規電容，0。1uF/275V

MOV1：471K

L1：共模電感，EE13/25mH

D1：橋堆，600V

CY1：電容，1nF/400V

C2：33uF/400V

C3：瓷片電容2。2nf

T1：高頻變壓器

D2：二極體FR107

D3：二極體HER504

D4：穩壓二極體11V/0。5W

U1：開關電源控制晶片DK124

U3：光偶PC817

PCB設計注意事項：（引用於晶片的規格書）

功率器件需要散熱，晶片的主要熱量來自功率開關管，功率開關管與引腳5678相連線，所以在PCB佈線時，應該將引腳5678外接的銅箔的面積加大並作鍍錫處理，以增大散熱能力。

晶片的5678引腳是晶片的高壓部份，最高電壓可達600V以上，所以線上路佈置上要與低壓部份保證1。5mm以上的安全距離，以免電路出現擊穿放電現象。

樣機測試：

本開關電源方案應用於產品的實物圖