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:
Vf=VMos-VinDCMax-150V
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。
Np/Ns=Vf/Vout
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:
VinDCMin?DMax=Vf?(1-DMax)
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:
1/2?(Ip1 Ip2)?DMax?VinDCMin=Pout/η
一般連續(xù)模式設(shè)計(jì),我們令I(lǐng)p2=3Ip1
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:
Lp= DMax?VinDCMin/fs?ΔIp
對(duì)于連續(xù)模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;對(duì)于斷續(xù)模式,ΔIp=Ip2 。
可由AwAe法求出所要鐵芯:
AwAe=(Lp?Ip22?104/Bw?K0?Kj)1.14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:
Np=Lp?Ip2?104/Bw?Ae
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:
lg=0.4π?Np2?Ae?10-8/Lp
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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