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反激式开关电源变压器设计创新
反激式开关电源变压器设计(2) 技术部培训教材 反激式开关电源变压器设计 学习培训教材 一、变压器的设计步骤和计算公式:1.1 变压器的技术要求: 输入电压范围; 输出电压和电流值; 输出电压精度; 效率η; 磁芯型号; 工作频率f; 最大导通占空比Dmax; 最大工作磁通密度Bmax; 其它要求。1.2 估算输入功率,输出电压,输入电流和峰值电流: 1)估算总的输出功率:Po=V01xI01+V02xI02…… 2)估算输入功率:Pin= Po/η 3)计算最小和最大输入电流电压 Vin(MIN)=ACMINx1.414(DCV) Vin(MAX)=ACMAXx1.414(DCV) 4)计算最小和最大输入电流电流 Iin(MIN)=PINxVIN (MAX) Iin(MAX)=PINxVIN (MIN)5)估算峰值电流: K POUT IPK = VIN (MIN)其中:K=1.4(Buck 、推挽和全桥电路) K=2.8(半桥和正激电路) K=5.5(Boost,Buck- Boost 和反激电路) 1.3 确定磁芯尺寸 确定磁芯尺寸有两种形式,第一种按制造厂提供的图表,按各种磁芯可传递的能量来选择磁芯,例如下表: 表一 输出功率与大致的磁芯尺寸的关系 输出功率/W MPP环形 E-E、E-L等磁芯 磁芯直径/(in/mm) (每边)/(in/mm) 5 0.65(16) 0.5(11) 25 0.80(20) 1.1(30) 50 1.1(30) 1.4(35) 100 1.5(38) 1.8(47) 250 2.0(51) 2.4(60) 第二种是计算方式,首先假定变压器是单绕组,每增加一个绕组并考虑安规要求,就需增加绕组面积和磁芯尺寸,用“窗口利用因数”来修整。单绕组电感磁芯尺寸按下式计算: 0.68Pout dwx105 Ap=AwAe= Bmax f 式中: dw ------ 一次绕组导线截面积,单位为:cm2; Bmax ---- 最大工作磁通密度,单位为T; f ------- 工作频率,单位为Hz; Pout ---- 变压器总输出功率,单位为W。 窗口利用因数按下表计算。 表二 变压器窗口利用因数 变压器情况 窗口 反激式变压器 1.1 一个二次绕组 1.2 两个或多个二次绕组 1.3 相互隔离的二次绕组 1.4 满足UL或CSA标准 1.1 满足IEC标准 1.2 法拉第屏屏蔽 1.1 用下式按变压器情况将各窗口利用因数综合起来 Knet=Ka.Kb… 最后以下式可以估算出变压器磁芯尺寸 A’p=Knet.Ap 按照上计算A’P值,加一定裕度,选取相适应的磁芯. 1.4 计算一次电感最小值Lpri Vin(min).Dmax Lpri = (H) Ipk f 式中:f单位为Hz1.5 计算磁芯气隙Lgap 0.4 πLpriIpk . 108 L
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