单端反激式开关电源变压器的计算及相关波形分析.pptVIP

*单端反激式开关电源变压器的计算及相关波形分析天微电子培训讲义技术部张天雷2012.12.4变压器在开关电源中的作用变压器的构成以及作用:

1）电气隔离

2）储能

3）变压

4）变流变压器的分类功率变压器根据拓扑结构分为三大类:（1）反激式变压器；（2）正激式变压器；（3）推挽式变压器（全桥/半桥变换器中的变压器）下页表格中各符号的含义:‘+’=适合；‘0’=一般；‘-’=不适合。磁芯结构变换器电路类型反激式正激式推挽式Ecores++0PlanarECores-+0EFDCores-++ETDCores0++ERCores0++UCores+00RMCores0+0EPCores-+0PCores-+0RingCores-++变压器设计时的主要指标参数:变压器选型初次级匝比N的计算最大占空比Dmax的计算初级匝数Np的计算初级峰值电流Ipk的计算初级电感量Lp的计算次级匝数Ns及IC供电绕组Nf的计算初次级线径d的计算1.变压器选型AP算法:AP=Aw*Ae（查表法）面积AP法:磁芯截面积Ae与线圈有效窗口面积Aw的乘积。其中:Aw-磁芯窗口面积Ae-磁芯有效截面积2.初次级匝比N的计算N=Np/Ns=【Vin(min)*Dmax】/【（Vo+Vd）*（1-Dmax）】N:初次级匝比Np:初级匝数Ns:次级匝数Vin(min):输入电压最小值Dmax:最大占空比Vo:输出电压Vd:输出整流管的导通压降3.最大占空比Dmax的计算Dmax=Vor/Vin(min)+Vor其中:Vor=N*（Vo+Vd）Vor:为次级输出电压的反射电压，叠加在MOS管的漏极D上。N:为初次级匝比Dmax:一般小于0.5，要留有裕量，取0.4-0.45之间为宜，此计算公式只为反向验证使用。4.初级匝数Np的计算Np=【Vin(min)*Ton】/【Ae*Bm】=【Vin(min)*Dmax】/【Ae*Bm*F】Ton:Ton=D*T（T为高频变压器的实际工作周期,D为实际工作时的占空比。）Bm:工作磁通密度（工作磁通密度Bm应该在设计指标要求之内，BmBs-Br,以避免磁芯出现饱和。为了防止磁芯的瞬间出现饱和，预留一定裕量，如取Bm=ΔBmax*0.6=0.198T取0.2T）F:高频变压器的实际工作频率 其中:T=1/F5.初级峰值电流Ipk的计算Ipk=【2Vo*Io】/【§*Vin(min)*Dmax】Vo：输出电压Io：输出电流§：电源能量转换效率初级平均电流怎么计算？（在计算线径时会用到）6.初级电感量Lp的计算以下公式假设电源工作在断续模式（DCM模式下）Lp=【Vin(min)*Dmax】/【Ipk*F】=【Vin(min)*Ton】/IpkDCM模式有Po=0.5Lp*Ipk2*F*η.(应用意义)连续模式的Ipk会有所不同。以下为连续模式（CCM）下的理论计算公式Lp=【Vin(min)*Dmax】/【Ipk*F】=【Vin(min)*Ton】/Ipk其中:Ipk=Ip2-Ip1=Krp*Ip2Ip1=Ip2*(1-Krp)Ip2:变压器峰值电流。Ip1:变压器起始电流。关于电流脉动系数Krp的选取:Krp:电流脉动系数（安全系数）Krp的取值根据输入电压的范围来确定选择Krp值就能设定开关电源的工作模式.由Ip1=Ip2*(1-Krp)可以得出:Krp=1-Ip1/Ip2（0＜Krp≤1）关于Krp的选取:DCM断续模式Krp=1.0;(断续模式Ip1=0)CCM连续模式Krp=0.4--1.0.对于85～265V宽范围输入或230V固定输入的交流电压:选择Krp=0.6～1.0比较合适。（源自互联网）什么是开关电源的DCM与CCM？开关电源的CCM和DCM状态是指:高频开关变压器次级线圈中感应到的磁化电流，即输出电流。磁化电流的非连续状状DCM:Toff次级电感与输出电压之比再除以次级峰值电流。磁化电流的连