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  6. 反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-03 18:58:23
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    反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹
    反激式變壓器適合小功率電源以及各種電源適配器。但是反激式變換器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是變壓器的設(shè)計(jì),因?yàn)檩斎腚妷悍秶鷮挘貏e是在低輸入電壓,滿負(fù)載條件下變壓器會(huì)工作在連續(xù)電流模式,而在高輸入電壓,輕負(fù)載條件下變壓器又會(huì)工作在不連續(xù)電流模式。
    反激式變壓器一般工作于兩種工作方式 :
    1. 電感電流不連續(xù)模式DCM (Discontinuous Inductor Current Mode)或稱 " 完全能量轉(zhuǎn)換 ": 同時(shí)儲(chǔ)存在變壓器中的所有能量在反激周期 (toff)中都轉(zhuǎn)移到輸出端。
    2. 電感電流連續(xù)模式CCM ( Continuous Inductor Current Mode) 或稱 " 不完全能量轉(zhuǎn)換 " : 儲(chǔ)存在變壓器中的一部分能量在toff末保留到下一個(gè)ton周期的開(kāi)始。
    反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)
    1.電源指標(biāo)
    輸入電壓:90AC~264AC
    輸入頻率:f=50Hz
    輸出電壓: 12v
    輸出電流:3A
    輸出功率:Po=36W
    設(shè)計(jì)效率:75%~80%
    輸入功率:Pin=48W
    2.設(shè)定變壓器磁通量
    變壓器在工作的時(shí)候溫度較高,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中取飽和磁芯密度Bs=0.39T,為了防止磁芯出現(xiàn)飽和需要留有一定的裕量,這里在設(shè)計(jì)的時(shí)候取磁通Bm=0.25T
    3.計(jì)算變壓器匝比
    根據(jù)BOM表的MOS管和二極管的參數(shù),考慮到一定的裕量,通過(guò)在MOS管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)候,計(jì)算匝比N
    開(kāi)關(guān)on:0.8VD>Vinmax/N+Vo
    其中VD為二極管反向耐壓最大值
    開(kāi)關(guān)off:0.8Vmos>N*(Vo+Vf)+Vinmax
    其中Vmos為MOS管的耐壓值
    計(jì)算取N=8 (5.5~11.5)
    4.計(jì)算最低輸入電壓
    根據(jù)公式:
    反激式變壓器 開(kāi)關(guān)電源
    其中tc=3ms
    5.計(jì)算最大占空比
    根據(jù)最低輸入電壓,最大功率時(shí),占空比最大
    Dmax=N(Vo+Vf)/(N(Vo+Vf)+Vinmin)
    則最大占空比為0.48
    6.計(jì)算初級(jí)電感的峰值電流
    Ip=2Po/(DmaxVinminη)
    則初級(jí)電感的峰值電流為1.818A
    7.計(jì)算初級(jí)繞組電流的有效值
    Irms=IP*√(Dmax/3)=0.727A
    8.計(jì)算初級(jí)繞組電感量
    Lp=VinminDmax/(Ipf)
    計(jì)算可得初級(jí)電感量450μH
    9.最大導(dǎo)通時(shí)間
    Tonmax=Dmax/f
    計(jì)算可得導(dǎo)通時(shí)間為7.4us
    10.初級(jí)匝數(shù)的計(jì)算
    Np=VinTonmax/(AeBm)
    計(jì)算可得初級(jí)匝數(shù)為40匝。其中骨架給定,Ae為已知量
    11.次級(jí)匝數(shù)
    Ns=Np/N
    計(jì)算可得匝數(shù)為5圈。
    12.輔助繞組
    輔助繞組根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè),設(shè)定VCC電壓為16V,則有:
    Ncc=Vcc*Ns/(Vo+Vf)
    計(jì)算可知輔助繞組為7匝
    13.一次側(cè)繞組徑選擇
    反激變壓器繞組導(dǎo)線電流密度5A/〖mm〗2~7A/〖mm〗2,在該設(shè)計(jì)中取電流密度為6A,則根據(jù)Sp=Irms/J=0.727/6=0.121/〖mm〗^2
    則線徑的直徑為:dp=1.13*√0.121=0.3933mm
    14.次級(jí)繞組的線徑選擇
    Sp=Irms/J=3/6=0.5/〖mm〗^2
    ds=1.13*√0.5=0.79mm
    15.磁芯的氣隙大小
    lg=(0.4π*〖Np〗^2*Ae)/Lp
    計(jì)算可得氣隙大小為1.291mm
    16.變壓器繞線
    采取三明治繞法,在3腳和2腳上繞初級(jí)繞組的一半即20圈。再在5、6腳上繞輔助繞組VCC,繞7圈。再在10、8腳上繞次級(jí)繞組5圈。最后在2腳和1腳上繞初級(jí)繞組的另一半20圈,最后2腳上的線連接起來(lái)。變壓器同名端的繞制,是根據(jù)骨架引腳進(jìn)線端進(jìn)和繞制方向來(lái)確定。
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