《電子技術(shù)應(yīng)用》
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單端反激開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)
摘要: 單端反激開(kāi)關(guān)電源的變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)耦合電感,,它要承擔(dān)著儲(chǔ)能、變壓,、傳遞能量等工作,。下面對(duì)工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。
Abstract:
Key words :

單端反激開(kāi)關(guān)電源變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)耦合電感,,它要承擔(dān)著儲(chǔ)能,、變壓、傳遞能量等工作,。下面對(duì)工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié),。

 

 1、 已知的參數(shù)

這些參數(shù)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶(hù)的需求和電路的特點(diǎn)確定,,包括:輸入電壓Vin,、輸出電壓Vout、每路輸出的功率Pout,、效率η,、開(kāi)關(guān)頻率fs(或周期T)、線(xiàn)路主開(kāi)關(guān)管的耐壓Vmos,。

2,、 計(jì)算 

在反激變換器中,副邊反射電壓即反激電壓Vf與輸入電壓之和不能高過(guò)主開(kāi)關(guān)管的耐壓,,同時(shí)還要留有一定的裕量(此處假設(shè)為150V),。反激電壓由下式確定:

反激電壓和輸出電壓的關(guān)系由原、副邊的匝比確定,。所以確定了反激電壓之后,,就可以確定原、副邊的匝比了,。 

另外,,反激電源的最大占空比出現(xiàn)在最低輸入電壓、最大輸出功率的狀態(tài),,根據(jù)在穩(wěn)態(tài)下,,變壓器的磁平衡,可以有下式: 

 設(shè)在最大占空比時(shí),,當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí),,原邊電流為Ip1,,當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),原邊電流上升到Ip2,。若Ip1為0,,則說(shuō)明變換器工作于斷續(xù)模式,否則工作于連續(xù)模式,。由能量守恒,,我們有下式: 

一般連續(xù)模式設(shè)計(jì),我們令 

這樣就可以求出變換器的原邊電流,,由此可以得到原邊電感量:

 

對(duì)于連續(xù)模式,,;對(duì)于斷續(xù)模式,,,。 

可由法求出所要鐵芯:    

在上式中,, Aw為磁芯窗口面積,,單位為cm2

Ae為磁芯截面積,單位為cm2

Lp為原邊電感量,,單位為H

Ip2為原邊峰值電流,,單位為A

Bw為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位為T(mén)

K0為窗口有效使用系數(shù),,根據(jù)安規(guī)的要求和輸出路數(shù)決定,,一般為0.2~0.4

Kj為電流密度系數(shù),一般取395A/cm2

根據(jù)求得的AwAe值選擇合適的磁芯,,一般盡量選擇窗口長(zhǎng)寬之比比較大的磁芯,,這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高,同時(shí)可以減小漏感,。

有了磁芯就可以求出原邊的匝數(shù),。根據(jù)下式: 

再根據(jù)原、副邊的匝比關(guān)系可以求出副邊的匝數(shù),。有時(shí)求的匝數(shù)不是整數(shù),,這時(shí)應(yīng)該調(diào)整某些參數(shù),使原,、副邊的匝數(shù)合適,。

為了避免磁芯飽和,我們應(yīng)該在磁回路中加入一個(gè)適當(dāng)?shù)臍庀?,?jì)算如下: 

在上式中,, lg為氣隙長(zhǎng)度,單位為cm

Np為原邊匝數(shù),,

Ae為磁芯的截面積,,單位為cm2

Lp為原邊電感量,,單位為H

至此,單端反激開(kāi)關(guān)電源變壓器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)完成,。我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)完成后核算窗口面積是否夠大,、變壓器的損耗和溫升是否可以接受。同時(shí),,在變壓器的制作中還有一些工藝問(wèn)題需要注意,。

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