单端反激开关电源变压器设计总结

2011-08-16 17:37:18来源: 互联网 关键字:单端  反激  开关电源  变压器
变压器设计进行了总结。

  1、 已知的参数

  这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定,包括:输入电压Vin、输出电压Vout、每路输出的功率Pout、效率η、开关频率fs(或周期T)、线路主开关管的耐压Vmos。

  2、 计算

  在反激变换器中,副边反射电压即反激电压Vf与输入电压之和不能高过主开关管的耐压,同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。反激电压由下式确定:Vf=VMos-VinDCMax-150V

  反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之后,就可以确定原、副边的匝比了。

  Np/Ns=Vf/Vout

  另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下,变压器的磁平衡,可以有下式:VinDCMin•DMax=Vf•(1-DMax)

  设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到Ip2。若Ip1为0,则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式。由能量守恒,我们有下式:

  1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η

  一般连续模式设计,我们令Ip2=3Ip1

  这样就可以求出变换器的原边电流,由此可以得到原边电感量:

  Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp

  对于连续模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;对于断续模式,ΔIp=Ip2 。

  可由AwAe法求出所要铁芯:

  AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14

  在上式中

  Aw为磁芯窗口面积,单位为cm2

  Ae为磁芯截面积,单位为cm2

  Lp为原边电感量,单位为H

  Ip2为原边峰值电流,单位为A

  Bw为磁芯工作磁感应强度,单位为T

  K0为窗口有效使用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为0.2~0.4

  Kj为电流密度系数,一般取395A/cm2

  根据求得的AwAe值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感。有了磁芯就可以求出原边的匝数。根据下式:Np=Lp•Ip2•104/Bw•Ae

  再根据原、副边的匝比关系可以求出副边的匝数。有时求的匝数不是整数,这时应该调整某些参数,使原、副边的匝数合适。为了避免磁芯饱和,我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙,计算如下:

  lg=0.4π•Np2•Ae•10-8/Lp 在上式中, lg为气隙长度,单位为cm

  Np为原边匝数,Ae为磁芯的截面积,单位为cm2

  Lp为原边电感量,单位为H

  至此,单端反激开关电源变压器的主要参数设计完成。我们应该在设计完成后核算窗口面积是否够大、变压器的损耗和温升是否可以接受。同时,在变压器的制作中还有一些工艺问题需要注意。

关键字:单端  反激  开关电源  变压器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0816/article_11340.html
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