线形适配器设计思路与步骤
2009-11-09 14:32:55
来源：《国际电子变压器》2009年11月刊
点击：1097
设计者要设计开发一款好的电源变压器，必须有一定思路和步骤，否则将使量产导致不足，设计线形适配器也不例外，线型适配器是通过低频电源变压器加上桥式电路（全波电路）整流电流后，所得直流电压负载的一种适配器。
现分四大部分进行阐述：
1 确定客户规格书
1.1 安全规格及用途：
日本电安法 (DENAN-HO DOMESTIC)
美国UL1310、UL1411 (PT for Audio， Video， Radio)
加拿大CSA22.2 N0.223
欧洲EN60065 MD， CD， RADIO， DVD， Speaker
欧洲EN60950 Mobile Phone， TEL， Printer， Fax
欧洲EN60335 Pow tool， charger
澳大利亚AS3108 General
1.2 详细规格：
包括输入电压范围、频率数、输出电压、输出电流、最大尖波电压、输出极性、温度上升条件、OPC形状类型、动作温度、保存温度、落下实验、OPC弯曲试验及振动试验等等有关详细资料。
2 适配器内部电源变压器设计
2.1 依据输出VA数看目录，确定使用骨架大小及形状。
2.2 定格电压时磁通密度的选取，参考如下：
依铁心大小进行选取：
EI-28 1.65T~1.8T
EI-35 1.6T~1.75T
EI-41 1.5T~1.6T
EI-48 1.45T~1.55T
EI-54或更大 1.5TMAX
2.3 选取适当初、次级占据率。
2.4 绝缘等级选取
电安法 A种
UL/CSA A种
EN E种
2.5 铁心材质的选取，先依据价格及待机功率消费限制，进行有效选择，其优先选取如下：
H50-50-N
H50-50-A
H23-50-N
H23-50-A
H14-50-A （有待机功率限制进行选取）
G12-35-A （有待机功率限制进行选取）
2.6 骨架材质选取，原则上至少选94V2以上的材料：
尼龙66 UL94-V2 Zytel 101 Leona 1300S
尼龙66 UL94-V-0 FR-200， FR-15， FR370
PET UL-94-V-0 FR530等
2.7 输出电压，需考虑OPC电压降因素。
输入上升10％ 无负荷VoDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
输入上升10％ 负荷VLDC
定格电压 无负荷VoDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
定格电压 负荷VLDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
输入下降10％ 无负荷VoDC
输入下降10％ 无负荷VLDC
2.8 无负荷电压也有相应规定如下：
电安法DENAN-HO
UL/CSA
EN60950/EN60065
AS3108 AC30Vr.m.s max DC 45Vmax
AC30Vr.m.s max DC 42.4Vmax
AC42.4V 尖波 max DC60Vmax
AC33Vr.m.s max
2.9 电源变压器的温度上升：
定格上升10%电压时，理论计算值为55K MAX
2.10 AD适配器计算方法也不一样，具体如下：
DENAN-HO 定格电压，定格电流
UL/CSA 定格电压，定格电流
EN60950/EN60065 定格电压上升10%，定格电流上升10%
2.11 温度保险丝选取：
依据初级电流及熔断时间，进行有效选取。
2.12 铜线的选取
一般标准铜线选取为UEW 2种铜线，其标准为1.2μ×50μ，冲击电压：6~7KV，但是雷电冲击使用可考虑UEW 1种铜线，但是NEW，NCW铜线须禁止使用。
2.13 雷电冲击对策：许多适配器需要此要求。需进行以下对策：
初级卷线线圈须充分含浸且干燥，其次处理好初级引出线交叉绝缘部分，不使用骨架中沟引出。
再次使用UEW1种铜线，最后还使用初级防雷电端子。
2.14 耐压测试，一般定电流感度为2mA。由于安规不同，所要求电压值不一样。
OPC 检查出货 生产线检查出货
电安法 P-S，C 1KV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
UL1310 P-S，C 1kV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
CSANo.223 P-S，C 1KV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
EN60065 P-S，C 3kV1Min. 3.6KV2sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
EN60950 P-S，C 3KV1Min. 3.6KV2sec
S-C 0.5kV1min. 0.6KV2sec
AS3108 P-S，C 3.75k 1min 4.5KV2sec
S-C 0.5KVMin. 0.6KV2sec
2.15 绝缘阻抗测试：DC500Ｖ100ΩMinP-S， C
2.16 层间耐压：定格电压×2倍 15秒
2.17 耐湿：45℃ 90~95％ 48H
2.18 直流电阻及无负荷电压：初、次级直流电阻为±10％偏差，无负荷电压为±％偏差
2.19 无负荷电流：初级上升电压为10%进行测试确认。
3 直流部分设计：
3.1 回路设计整流采用以下两种方式：
a) 桥式电路(BR)无负荷输出直流电压小于二极管的承受电压。
b) 全波电路：(CT) 2倍无负荷输出直流电压小于二极管的承受电压
3.2 二极管适当的选取：
依据以下规格进行选取：
直流输出回路
0.5A以下
1A 以下
1.2A 以下
1.5A 以下
此外还需要考虑逆耐电压及电流和温度使用情况。
3.3 电容的选取：其寿命为85℃ 2000Ｈ且在100℃ 1000Ｈ以上不损坏。
须考虑以下参数进行选取：
定格电压
定格温度
尖波电压
尖波电流 R>M>S
寿命计算 l：依据8000H以上在其定格温度及尖波电流
3.4 所带电阻：如其选取电容类型，须考虑以下参数：
定格电压
定格温度
电力 定格×1/3 以下
炭素皮膜 ~1/2Ｗ
酸化金属皮膜抵抗 1Ｗ～
3.5 回路电流保险丝选取：
定格电压 125V or 250V
定格电流 定格电流×2
定常时电流 寿命（供应商波形确认）
突入电流 寿命（供应商波形确认）
安全规格 依据其安全规格
3.6 8A限制电流保险丝： 在1分后达到8A值须进行电流保险丝保护：
在安规中Ul1310/CSA 要求
出现短路时，短路电流超8A须使用5A以下电流保险丝放入电源变压器中
AC或DC20V以下 5A
AC或DC20V超30V以下 100V/Voac或DC电流
3.7 外壳选取：依据以下要求：
标准：
VW－８(ABS)UBE
540Ｖ(PPE) ASAHI
240Ｚ(PPE) ASAHI
Zyter 101/Leona 1300S
3.8 AC插头：当使用极性插头为8mm，当使用正常插头为6.35mm，且依据UL1310要求。
3.9 放电电阻：依据UL1310要求。使用在无线端子中，标准5.2MΩMax 1/2W Min．
3.10 PCB材料选取：按照UL94Ｖ1温度为130℃厚度=1.6ｍｍ且铜箔35μ纸苯酚选取。
3.11 OPC选取：
插头形状
电安法 线型/AWG
UL1950 VW-1使用 DENAN-HO AC-AC AD 0.5mm2 min.
芯线的构成：按客户要求
长度 6feet min 1.83M min.
插入形状 圆形或D形
线型直流电阻限制
3.12 雕刻及安装说明、防潮胶袋使用：
依据以下安全规进行雕刻字样：
电安法
UL/CSA UL1310/No223
C-UL UL1310
EU ＣE EN60065
EU ＣE EN60950
UK ＣE EN60065
UK ＣE EN60950
4 信赖性试验评价：
4.1 基本特性测试
输入-输出特性
尖波电压
I0.W0， ILWL
尖波电流
DCR
耐压
绝缘电阻
4.2 温度上升测试 在环境温度25℃
温度上升 最大值
PT 1次卷线处 65K
PT 铁心 65K
二极管 100K
电容上面顶部 65K
PCB 二极管焊锡处 100K
OPC分叉处 65K
外壳NP上 100K
外壳二极管上 35K
4.3 短路试验：
进行短路试验后，变压器不能发烟、发火、发臭、外壳无变形等等。
4.4 机械特性：
对以下进行测试：
OPC屈曲试验
OPC伸拉试验
OPC非移行性试验
铭板字迹擦除试验
振动试验
冲击试验
落下试验
捆包落下试验
4.5 环境测试：
动作温度范围试验
保存温度范围试验。
以上，当然不是很详细，还有客户内部规定，以及该国国家安全规格要求，所以仔细领会以上内容，同时在本公司实际情况下进行综合考虑，请大家参考使用。
现分四大部分进行阐述：
1 确定客户规格书
1.1 安全规格及用途：
日本电安法 (DENAN-HO DOMESTIC)
美国UL1310、UL1411 (PT for Audio， Video， Radio)
加拿大CSA22.2 N0.223
欧洲EN60065 MD， CD， RADIO， DVD， Speaker
欧洲EN60950 Mobile Phone， TEL， Printer， Fax
欧洲EN60335 Pow tool， charger
澳大利亚AS3108 General
1.2 详细规格：
包括输入电压范围、频率数、输出电压、输出电流、最大尖波电压、输出极性、温度上升条件、OPC形状类型、动作温度、保存温度、落下实验、OPC弯曲试验及振动试验等等有关详细资料。
2 适配器内部电源变压器设计
2.1 依据输出VA数看目录，确定使用骨架大小及形状。
2.2 定格电压时磁通密度的选取，参考如下：
依铁心大小进行选取：
EI-28 1.65T~1.8T
EI-35 1.6T~1.75T
EI-41 1.5T~1.6T
EI-48 1.45T~1.55T
EI-54或更大 1.5TMAX
2.3 选取适当初、次级占据率。
2.4 绝缘等级选取
电安法 A种
UL/CSA A种
EN E种
2.5 铁心材质的选取，先依据价格及待机功率消费限制，进行有效选择，其优先选取如下：
H50-50-N
H50-50-A
H23-50-N
H23-50-A
H14-50-A （有待机功率限制进行选取）
G12-35-A （有待机功率限制进行选取）
2.6 骨架材质选取，原则上至少选94V2以上的材料：
尼龙66 UL94-V2 Zytel 101 Leona 1300S
尼龙66 UL94-V-0 FR-200， FR-15， FR370
PET UL-94-V-0 FR530等
2.7 输出电压，需考虑OPC电压降因素。
输入上升10％ 无负荷VoDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
输入上升10％ 负荷VLDC
定格电压 无负荷VoDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
定格电压 负荷VLDC 4.5以下±0.5V 标准±5％
输入下降10％ 无负荷VoDC
输入下降10％ 无负荷VLDC
2.8 无负荷电压也有相应规定如下：
电安法DENAN-HO
UL/CSA
EN60950/EN60065
AS3108 AC30Vr.m.s max DC 45Vmax
AC30Vr.m.s max DC 42.4Vmax
AC42.4V 尖波 max DC60Vmax
AC33Vr.m.s max
2.9 电源变压器的温度上升：
定格上升10%电压时，理论计算值为55K MAX
2.10 AD适配器计算方法也不一样，具体如下：
DENAN-HO 定格电压，定格电流
UL/CSA 定格电压，定格电流
EN60950/EN60065 定格电压上升10%，定格电流上升10%
2.11 温度保险丝选取：
依据初级电流及熔断时间，进行有效选取。
2.12 铜线的选取
一般标准铜线选取为UEW 2种铜线，其标准为1.2μ×50μ，冲击电压：6~7KV，但是雷电冲击使用可考虑UEW 1种铜线，但是NEW，NCW铜线须禁止使用。
2.13 雷电冲击对策：许多适配器需要此要求。需进行以下对策：
初级卷线线圈须充分含浸且干燥，其次处理好初级引出线交叉绝缘部分，不使用骨架中沟引出。
再次使用UEW1种铜线，最后还使用初级防雷电端子。
2.14 耐压测试，一般定电流感度为2mA。由于安规不同，所要求电压值不一样。
OPC 检查出货 生产线检查出货
电安法 P-S，C 1KV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
UL1310 P-S，C 1kV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
CSANo.223 P-S，C 1KV1Min 1.2KV2Sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
EN60065 P-S，C 3kV1Min. 3.6KV2sec
S-C 0.5KV1Min 0.6KV2Sec
EN60950 P-S，C 3KV1Min. 3.6KV2sec
S-C 0.5kV1min. 0.6KV2sec
AS3108 P-S，C 3.75k 1min 4.5KV2sec
S-C 0.5KVMin. 0.6KV2sec
2.15 绝缘阻抗测试：DC500Ｖ100ΩMinP-S， C
2.16 层间耐压：定格电压×2倍 15秒
2.17 耐湿：45℃ 90~95％ 48H
2.18 直流电阻及无负荷电压：初、次级直流电阻为±10％偏差，无负荷电压为±％偏差
2.19 无负荷电流：初级上升电压为10%进行测试确认。
3 直流部分设计：
3.1 回路设计整流采用以下两种方式：
a) 桥式电路(BR)无负荷输出直流电压小于二极管的承受电压。
b) 全波电路：(CT) 2倍无负荷输出直流电压小于二极管的承受电压
3.2 二极管适当的选取：
依据以下规格进行选取：
直流输出回路
0.5A以下
1A 以下
1.2A 以下
1.5A 以下
此外还需要考虑逆耐电压及电流和温度使用情况。
3.3 电容的选取：其寿命为85℃ 2000Ｈ且在100℃ 1000Ｈ以上不损坏。
须考虑以下参数进行选取：
定格电压
定格温度
尖波电压
尖波电流 R>M>S
寿命计算 l：依据8000H以上在其定格温度及尖波电流
3.4 所带电阻：如其选取电容类型，须考虑以下参数：
定格电压
定格温度
电力 定格×1/3 以下
炭素皮膜 ~1/2Ｗ
酸化金属皮膜抵抗 1Ｗ～
3.5 回路电流保险丝选取：
定格电压 125V or 250V
定格电流 定格电流×2
定常时电流 寿命（供应商波形确认）
突入电流 寿命（供应商波形确认）
安全规格 依据其安全规格
3.6 8A限制电流保险丝： 在1分后达到8A值须进行电流保险丝保护：
在安规中Ul1310/CSA 要求
出现短路时，短路电流超8A须使用5A以下电流保险丝放入电源变压器中
AC或DC20V以下 5A
AC或DC20V超30V以下 100V/Voac或DC电流
3.7 外壳选取：依据以下要求：
标准：
VW－８(ABS)UBE
540Ｖ(PPE) ASAHI
240Ｚ(PPE) ASAHI
Zyter 101/Leona 1300S
3.8 AC插头：当使用极性插头为8mm，当使用正常插头为6.35mm，且依据UL1310要求。
3.9 放电电阻：依据UL1310要求。使用在无线端子中，标准5.2MΩMax 1/2W Min．
3.10 PCB材料选取：按照UL94Ｖ1温度为130℃厚度=1.6ｍｍ且铜箔35μ纸苯酚选取。
3.11 OPC选取：
插头形状
电安法 线型/AWG
UL1950 VW-1使用 DENAN-HO AC-AC AD 0.5mm2 min.
芯线的构成：按客户要求
长度 6feet min 1.83M min.
插入形状 圆形或D形
线型直流电阻限制
3.12 雕刻及安装说明、防潮胶袋使用：
依据以下安全规进行雕刻字样：
电安法
UL/CSA UL1310/No223
C-UL UL1310
EU ＣE EN60065
EU ＣE EN60950
UK ＣE EN60065
UK ＣE EN60950
4 信赖性试验评价：
4.1 基本特性测试
输入-输出特性
尖波电压
I0.W0， ILWL
尖波电流
DCR
耐压
绝缘电阻
4.2 温度上升测试 在环境温度25℃
温度上升 最大值
PT 1次卷线处 65K
PT 铁心 65K
二极管 100K
电容上面顶部 65K
PCB 二极管焊锡处 100K
OPC分叉处 65K
外壳NP上 100K
外壳二极管上 35K
4.3 短路试验：
进行短路试验后，变压器不能发烟、发火、发臭、外壳无变形等等。
4.4 机械特性：
对以下进行测试：
OPC屈曲试验
OPC伸拉试验
OPC非移行性试验
铭板字迹擦除试验
振动试验
冲击试验
落下试验
捆包落下试验
4.5 环境测试：
动作温度范围试验
保存温度范围试验。
以上，当然不是很详细，还有客户内部规定，以及该国国家安全规格要求，所以仔细领会以上内容，同时在本公司实际情况下进行综合考虑，请大家参考使用。
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