设计反激式变压器的九个重要步骤

设计反激式变压器的九个重要步骤
设计反激式变压器的九个重要步骤

反激式变压器是反激开关电源的核心,它决定了反激变换器一系列的重要参数,如占空比D,最大峰值电流,设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。这样可以让其的发热尽量小,对器件的磨损也尽量小。同样的芯片,同样的磁芯,若是变压器设计不合理,则整个开关电源的性能会有很大下降,如损耗会加大,最大输出功率也会有下降,下面我系统的说一下我算变压器的方法。

算变压器,就是要先选定一个工作点,在这个工作点上算,这个是最苛刻的一个点,这个点就是最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率。下面我就来算了一个输入85V到265V,输出5V,2A 的电源,开关频率是100KHZ。

第一步就是选定原边感应电压VOR,这个值是由自己来设定的,这个值就决定了电源的占空比。可能朋友们不理解什么是原边感应电压,是这样的,这要从下面看起,慢慢的来,

这是一个典型的单端反激式开关电源,大家再熟悉不过了,来分析一下一个工作周期,当开关管开通的时候,原边相当于一个电感,电感两端加上电压,其电流值不会突变,而线性的上升,有公式上升了的I=Vs*ton/L,

这三项分别是原边输入电压,开关开通时间,和原边电感量.在开关管关断的时候,原边电感放电,电感电流又会下降,同样要尊守上面的公式定律,此时有下降了的I=VOR*toff/L,这三项分别是原边感应电压,即放电电压,开关管关断时间,和电感量.在经过一个周期后,原边电感电流的值会回到原来,不可能会变,所以,有VS*TON/L=VOR*TOFF/L,,上升了的,等于下降了的,懂吗,好懂吧,上式中可以用D来代替TON,用1-D来代替TOOF,移项可得,D=VOR/(VOR+VS)。此即是最大占空比了。比如说我设计的这个,我选定感应电压为80V,VS为90V ,则D=80/(*80+90)=0.47

第二步,确实原边电流波形的参数.

原边电流波形有三个参数,平均电流,有效值电流,峰值电流.,首先要知道

原边电流的波形,原边电流的波形如下图所示,画的不好,但不要笑啊.这是一个梯形波横向表示时间,纵向表示电流大小,这个波形有三个值,一是平

均值,二是有效值,三是其峰值,平均值就是把这个波形的面积再除以其时间.如下面那一条横线所示,首先要确定这个值,这个值是这样算的,电流平均值=输出功率/效率*VS,因为输出功率除以效率就是输入功率,然后输

入功率再除以输入电压就是输入电流,这个就是平均值电流。现在下一步就是求那个电流峰值,尖峰值是多少呢,这个我们自己还要设定一个参数,这个参数就是KRP,所谓KRP,就是指最大脉动电流和峰值电流的比值这个比值下图分别是最大脉动电流和峰值电流。是在0和1之间的。这个值很重要。已知了KRP,现在要解方程了,都会解方程吧,这是初一的应用题啊,我来解一下,已知这个波形一个周期的面积等于电流平均值*1,这个波形的面积等于,峰值电流*KRP*D+峰值电流*(1-KRP)*D,所以有电流平均值等于上式,解出来峰值电流=电流平均值/(1-0.5KRP)*D。比如说我这个输出是10W,设定效率是0.8.则输入的平均电流就是10/0.8*90=0.138A,

我设定KRP的值是0.6而最大值

=0.138/(1-0.5KRP).D=0.138/(1-0.5*0.6)*0.47=0.419A.

第三个电流参数,就是这个电流的有效值,电流有效值和平均值是不一样的,有效值的定义还记得吗,就是说把这个电流加在一个电阻上,若是其发

热和另处一个直流电流加在这个电阻上发热效果一样的话,那么这个电流

的有效值就等于这个直流的电流值.所以这个电流的有效值不等于其平均值,一般比其平均值要大.而且同样的平均值,可以对应很多个有效值,若是把KRP的值选得越大,有效值就会越大,有效值还和占空比D也有关系,总之.它这个电流波形的形状是息息相关的.我就直接给出有效值的电流公式,这个公式要用积分才能推得出来,我就不推了,只要大家区分开来有效

值和平均值就可以了.

电流有效值=电流峰值*根号下的D*(KRP的平方/3-KRP+1)如我现在这个,电流有效值=0.419*根号下0.47*(0.36/3-0.6+1)=0.20A.所以对应于相同的

功率,也就是有相同的输入电流时,其有效值和这些参数是有关的,适当的

调整参数,使有效值最小,发热也就最小,损耗小.这便优化了设计.

第三步,开始设计变压器准备工作.已知了开关频率是100KHZ则开关周期就是10微秒了,占空比是0.47.那么TON就是4.7微秒了.记好这两个数,对下面有用.

第四步,选定变压器磁芯,这个就是凭经验了,如果你不会选,就估一个,计

算就行了,若是不行,可以再换一个大一点的或是小一点的,不过有的资料

上有如何根据功率去选磁芯的公式或是区线图,大家不妨也可以参考一下.我一般是凭经验来的.

第五步,计算变压器的原边匝数,原边使用的经径.计算原边匝数的时候,要

选定一个磁芯的振幅B,即这个磁芯的磁感应强度的变化区间,因为加上方波电压后,这个磁感应强度是变化的,正是因为变化,所以其才有了变压的作用,NP=VS*TON/SJ*B,这几个参数分别是原边匝数,,最小输入电压,导通时间,磁芯的横节面积和磁芯振幅,一般取B的值是0.1到0.2之间,取得越小,变压器的铁损就越小,但相应变压器的体积会大些.这个公式来源于法拉弟电磁感应定律,这个定律是说,在一个铁心中,当磁通变化的时候,其会产生一个感应电压,这个感应电压=磁通的变化量/时间T再乘以匝数比,把磁通变化量换成磁感应强度的变化量乘以其面积就可以推出上式来,简单吧.我的这个NP=90*4.7微秒/32平方毫米*0.15,得到88匝0.15是我选取的了值.算了匝数,再确定线径,一般来说电流越大,线越热,所以需要的导线就越粗,,需要的线径由有效值来确定,而不是平均值.上面已经算得了有效值,所以就来选线,我用0.25的线就可以了,用0.25的线,其面积是0.049平方毫米,电流是0.2安,所以其电流密度是4.08,可以,一般选定电流密度是4到10安第平方毫米.记住这一点,这很重要.若是电流很大,最好采用两股或是两股以上的线并绕,因为高频电流有趋效应,这样可以比较好.

第六步,确定次级绕组的参数,圈数和线径.记得原边感应电压吧,这就是一个放电电压,原边就是以这个电压放电给副边的,看上边的图,因为副边输出电太为5V,加上肖特基管的压降,就有5.6V,原边以80V的电压放电,副边以5.6V的电压放电,那么匝数是多少呢,当然其遵守变压器那个匝数和电压成正比的规律啦.所以副边电压=NS*(UO+UF)/VOR,其中UF为肖特基管压降.如我这个副边匝数等于88*5.6/80,得6.16,整取6匝.再算副边的线径,当然也就要算出副边的有效值电流啦,副边电流的波形会画吗,我画给大家看一下吧

画的不太对称,没关系,只要知道这个意思,就可以了.有突起的时间是1-D,没有突起的是D,刚好和原边相反,但其KRP 的值和原边相同的这下知道了这个波形的有效值是怎么算的了吧,哦,再提醒一句,这个峰值电流就是原边峰值电流乘以其匝数比,要比原边峰值电流大数倍哦.

第七步确定反馈绕组的参数,反馈是反激的电压,其电压是取自输出级的,所以反馈电压是稳定的,TOP 的电源电压是5.7到9V,绕上7匝,那么其电压大概是6V多,这就可以了,记得,反馈电压是反激的,其匝数比要和幅边对应,懂什么意思吗,至于线,因为流过其的电流很小,所以就用绕原边的线绕就可以了,无严格的要求.

第八步,确定电感量.记得原边的电流上升公式吗I=VS*TON/L.因为你已经

从上面画出了原边电流的波形,这个I就是:峰值电流*KRP,所以L=VS.TON/峰值电流*KRP,知道了吗,从此就确定了原边电感的值.

第九步,验证设计,即验证一下最大磁感应强度是不是超过了磁芯的允许值,有BMAX=L*IP/SJ*NP.这个五个参数分别表示磁通最大值,原边电感量,

峰值电流,原边匝数,这个公式是从电感量L的概念公式推过来的,因为L=

磁链/流过电感线圈的电流,磁链等于磁通乘以其匝数,而磁通就是磁感应

强度乘以其截面积,分别代入到上面,即当原边线圈流过峰值电流时,此时

磁芯达到最大磁感应强度,这个磁感应强度就用以上公式计算.BMAX的值一般一要超过0.3T ,若是好的磁芯,可以大一些,若是超过了这个值,就可以增加原边匝数,或是换大的磁芯来调.

总结一下:

设计高频变压器,有几个参数要自己设定,这几个参数就决定了开关电源的工作方式,第一是要设定最大占空比D,这个占空比是由你自己设定的感应

电压VOR来确定的,再就是设定原边电流的波形,确定KRP的值,设计变压器时,还要设定其磁芯振幅B,这又是一个设定,所有这些设定,就让这个开关

电源工作在你设定的方式之下了.要不断的调整,工作在一个对你来说最好的状态之下,这就是高频变压器的设计任务.总结一下公式D=VOR/(VOR+VS ) (1)

IAVE=P/效率*VS (2)

IP=IAVE/(1-0.5KRP)*D (3)

I有效值=电流峰值*根号下的D*(KRP的平方/3-KRP+1) (4)

NP=VS*TON/SJ*B (5)

NS=NP*(VO+VF)/VOR (6)

L=VS.TON/IP.KRP (7)

BMAX=L*IP/SJ.NP (8)

连续电流模式反激变压器的设计

连续电流模式反激变压器的设计 Design of Flyback Transformer with Continuing Current Model 作者:深圳市核达中远通电源技术有限公司- 万必明 摘要:本文首先介绍了反激变换器(Flyback Converter)的工作原理,然后重点介绍一种连续电流模式反激变压器的设计方法以及多路输出各次级电流有效值的计算. 关键词:连续电流模式(不完全能量传递方式)、不连续电流模式(完全能量传递方式)、有效值、峰值. Keywords: Continuing Current Model、Discontinuing Current Model、virtual value 、peak value. 一.序言 反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.

二.反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理 1).反激式变换器的电路结构如图一. 2).当开关管Q1导通时,其等效电路如图二(a)及在导通时初级电流连续时的波形,磁化曲线如图二(b). 图一 Io 图二(a)

5V,2A 反激式电源变压器设计(EFD20)过程整理_20110310

5V,2A 反激式電源變壓器設計過程整理 已知: VinAC = 85V ~ 265V 50/60Hz Vout = 5V + 5% Iout = 2A Vbias = 22V, 0.1A (偏置線圈電壓取 22V, 100mV) η = 0.8 fs = 132KHz 計算過程: 1.設工作模式為 DCM 臨界狀態. Pout = 5*2 = 10W Pin = Pout/η= 10/0.8 = 12.5W V inDCmin = 85* 2-30(直流紋波電壓)= 90V V inDCmax = 265* 2=375V 2.匝數比計算 , 設最大占空比Dmax = 0.45 : 13918.12) 45.01(*)2.05.05(45.0*90)1(*)d out (*n max max min in ≈=-++=-++=D V V V D V L DC 式中: Vd 為輸出整流二極管導通壓降,取0.5V; VL 為輸出濾波電感壓降, 取0.2V. 3.初級峰值電流計算: A D V P I DC 494.045 .0*9010*2*out 2p max min in === 4.初級電感量計算: H H I V D L DC u 62110*621494 .0*10*13290*45.0p *fs *p 63min in max ==== 5.變壓器磁芯選擇EFD20, 參數如下: Ae = 28.5mm 2 AL = 1200+30%-20%nH/N 2 Le = 45.49mm Cl = 1.59mm -1 Aw = 50.05mm 2 Ap = 1426.425mm 4

反激式开关电源变压器的设计方法

反激式开关电源变压器的设计方法 1引言 在开关电源各类拓扑结构中,反激式开关电源以其小体积、低成本的优势,广泛应用在高电压、小功率的场合。反激式开关电源设计的关键在于其变压器的设计。由于反激变压器可以工作在断续电流(DCM )和连续电流(CCM )两种模式,因此增加了设计的复杂性。本文考虑到了两种工作模式下的差异,详细介绍了反激变压器的设计方法和步骤。 2基本原理 R 1 V o 图1 反激变换器原理图 反激变压器实际上是一个耦合电感,首先要存储能量,然后再将磁能转化为电能传输出去[1]。如图1所示,当开关管r T 导通时,输入电压i V 加在变压器初级线圈上。由于初级与次级同名端相反,次级二极管1D 截止,能量储存在初级线圈中,初级电流线性上升,变压器作为电感运行。当r T 关断时,励磁电感的电流使初级和次级绕组电压反向,1D 导通,储存在线圈中的能量传递给负载。按照电感线圈中电流的特点,可分为断续电流模式(DCM )和连续电流模式(CCM )。电流波形如图2所示。

初级 次级 初级 次级 I p2I p1I s2 I s1 I p2 I p1 I s2 I s1 DCM CCM 图2 DCM 和CCM 电流波形 DCM 为完全能量转换,在开关管开通时,初级电流从零开始逐渐增加,开关管关断期间,次级电流逐渐下降到零。 CCM 为不完全能量转换,开关管开通时,初级电流有前沿阶梯,开关管关断期间,次级电流为阶梯上叠加的衰减三角波。 3设计步骤 (1)各项参数的确定 反激式开关电源变压器的设计中涉及到很多参数,因此在计算之前必须要明确已知量和未知量。 已知参数一般由电源的设计要求和特点来确定,包括:直流输入电压i V (i min i i max V V V ≤≤),输出电压o V ,输出功率o P ,效率o i P = P η,工作频率1 f=T 。 未知量即所要求的参数包括:磁芯型号,初级线圈匝数p N ,次级线圈匝数s N ,初级导线直径p d ,次级导线直径s d ,气隙长度g l 。 另外,为了能够对未知参数进行求解,我们还必须要指定开关管的耐压值或开关的最大占空比。本文中,以规定满载和最小输入电压条件下最大占空比为 max D 来进行后续的计算。 为简化计算公式,本文中忽略开关管及二极管导通压降。

反激变压器设计过程

精心整理 反激变压器设计过程 1、初始值设定 1.1开关频率f[kHz] 对于要接受EMI规格适用的产品,不要设定在150kHz(预计余量的话120kHz左右)以上。一般设定在65kHz左右。 1.2输入电压范围设定 主要对瞬时最低输入电压/连续最低输入电压/最大输入电压的3类进行设定。 项目内容 瞬时最低输入电压 V inmin1[V] 考虑了停电保持的最低DC输入电压。为设计的基准。 连续最低输入电压V inmin2[V] 规格书上的最低AC输入电压×1.2倍。用于算出绕线的电流容量。 最大输入电压V inmax[V] 规格书上的最大AC输入电压×1.414倍。用于开关元器件/整流元器件的耐电压算出。 1.3最大输出电流设定 对于过电流保护最大输出电流/连接最大输出电流/峰值最大输出电流(在规格书上有规定的情况下)3种类,进行设定。 另外,在这最大输出电流中需包括对于各自偏差的余量。 项目内容 过电流保护最大输出 电流 I omax1[A] 考虑了偏差的最大电流×余量1.1~1.2。 连续最大输出电流I omax2[A] 额定输出电流×余量1.1~1.2。为设计的基准。但是,在有峰值最大电流的情况下,只将峰值最大电流作为设计基准使用。连接最大电流只用于算出绕线的电流容量。 峰值最大输出电流 I opeak[A] 峰值最大电流×余量1.1~1.2。为设计的基准。 1.4最大二次绕组输出端电压设定 用以下公式算出: 最大二次绕线端输出电压:V N2max[V]=接插件端输出电压+线间损失0.1~0.5V+整流元器件Vf0.4~0.6V

※在有输出电压可变的情况下,根据客户要求规格书的内容不同,适用的范围而各不相同。 客先要求规格书内容 只保证输出电压 ※只在装置试验时电压可变的情况下。磁芯用最大输出电压来设计。绕线是用额定输出电压来设计。 保证所有的性能 ※在实际使用条件下通常的电压可变的情况下。磁芯、绕线都用最大输出电压来设计。 1.5一次电流倾斜率设定 输入电压,瞬时最低动作电压、输出电流,在过电流保护最大输出电流/连接最大输出电流/峰值最大输出电流的任意一个最大输出电流的条件下,设定图1-1的一次电流波形的斜率。K的设定公式如下。 作为目标,设定到0.5~0.6,兼顾到之后的其他特性,作最适当的变更。 1.6最大占空比设定 一般设定为0.45~0.65。 1.7最大磁通密度设定(Bmax) 设定为磁芯的产品目录上所记载的饱和磁通密度 ×0.8~0.9。 图1-2中表示了TDK制的磁珠磁芯PC44的B-H 曲线图。 磁芯的磁通密度B[T],如图1-2所示,与磁场强度H[A/m]成比例,增加。另外,当B达到一定的值时,在那基础上,即使增加H,B也不会增加。在此磁束饱和状态下,不仅仅达不到作为变压器的机能,还有开关FET破损的危险性,因此磁芯绝对必须在此饱和磁通密度以下来使用。 另外,从产品目录上引用数据时,需要在符合使用条件的温度下选择饱和磁通密度,因此请注意。 ※磁芯的饱和磁通密度是根据温度而变动。在TDK制PC44的120℃下的饱和磁通密度,将降低到25℃时的值的68.6%。因此,如果在25℃的条件下设计的话,有可能发生使用时的故障。図1-2PC44B-Hカーブ温度特性 设计的要点: ?单一输入的情况下设定为0.45、普遍输入的情况下设定为0.65左右。 ?最大占空比的设定,对开关元器件、整流元器件施加耐压方面会造成影响,因此要进行适当的设定。加宽最大占空比的话,开关元器件的耐压将会上升,缩小最大寻通角的话,整流元器件的耐压将会上升。 .设定到考虑了控制IC保证的最大占空比(外部设定时,其设定值)的偏差的最小值×0.9以下。

高频变压器计算步骤精编版

高频变压器计算 (CCM模式) 反激式DC/DC变换电路 电路基本参数: Vo1=15V Io1=0.4A Vo2=-10V Io2=0.4A Vs=15V(范围10V~20V) Po=10W 设定参数: 1.电路工作频率(根据UC3843的特性,初步确定为50KHz),电路效率为G=75% 2.反激式变换器的工作模式CCM 3.占空比确定(Dmax=0.4) 4.磁芯选型(EE型) 设计步骤 (1)选择磁芯大小 Pin=Po/G=10/0.75=13.3W(查表),选择EE19磁芯 (2)计算导通时间 Dmax=0.4,工作频率fs=50KHz ton=8us (3)选择工作时的磁通密度 根据所选择的磁芯EE19(PC40材料)Ae=22mm2,Bmax=0.22T (4)计算原边匝数 Np=(Vs*ton)/(Bmax*Ae)=(10*8)/(0.22*22)=16.52,取整16 (5)计算副边绕组 以输出电压为15V为例进行计算,设整流二极管及绕组的压降为1V 15+1=16V 原边绕组每匝伏数=Vs/Np=10/16=0.625V/匝 副边绕组匝数Ns1=16/0.625=25.6,取整26 (6)计算选定匝数下的占空比;辅助输出绕组匝数 新的每匝的反激电压为:16/26=0.615V ton=(Ts*0.615)/(0.625+0.615)=9.92us 占空比D=9.92/20=0.496 对于10V直流输出,考虑绕组及二极管压降1V后为11V Ns2=11/0.615=17.88,取整17 (7)初级电感,气隙的计算 在周期Ts内的平均输入电流Is=Pin/Vs=13.3/10=1.33A 导通时间内相应的平均值为Iave=(Is*Ts)/ton=1.33*20/9.92=2.68A 开关管导通前的电流值Ip1=Iave/2=2.68/2=1.34A 开关管关闭前的电流值Ip2=3Ip1=1.34*3=4.02A 初级电感量Lp=Vs*&t/&i=10*9.92/2.68=37.01uH 气隙长度Lg=(u0*Np^2*Ae)/Lp=0.19mm

TI 反激变压器设计

26.5W AC/DC Isolated Flyback Converter Design

TASK : 26.5W 9-Outputs AC/DC Isolated Flyback Converter Design SPECIFICATION: Technical Specification on Sept 10, 2008 DATE: 15 Sept. 2008

Customer Specification f L 100Hz :=Line frequency fs 100kHz :=Switching frequency Vo 1 5.0V :=Main output voltage Io 1_max 2A :=Main Nominal load current Vo 215.0V :=Io 2_max 30mA :=Vo 315.0V :=Io 3_max 30mA :=Vo 415.0V :=Io 4_max 0.3A :=Vo 524.0V :=Io 5_max 0.1A :=Vo 618.0V :=Io 6_max 0.12A :=Vo 718.0V :=Io 7_max 0.12A :=Vo 818.0V :=Io 8_max 0.12A :=Vo 918.0V :=Io 9_max 0.12A :=+5V Output ripple voltage Vr 100mV :=+5VStep load output ripple voltage ΔVo step 150mV :=ΔIo 5V Io 1_max 80?% :=+5V Step load current amplitude η0.70 :=

反激式变压器的设计

反激式变压器的设计 反激式变压器的工作与正激式变压器不同。正激式变压器两边的绕组是同时流过电流的,而反激式变压器先是通过一次绕组把能量存储在磁心材料中,一次侧关断后再把能量传到二次回路。因此,典型的变压器阻抗折算和一次、二次绕组匝数比关系不能在这里直接使用。这里的主要物理量是电压、时间、能量。 在进行设计时,在黑箱估计阶段,应先估计出电流的峰值。磁心尺寸和磁心材料也要选好。这时,为了变压器能可靠工作,就需要有气隙。 刚开始,在开关管导通时把一次绕组看作是一个电感器件,并满足式(24)。 (24) 把 Lpri移到左边,用Ton=Dmax/f 代到上式中,用已知的电源工作参数,通过式(25) 就可以算出一次最大电感 ——最大占空比(通常为50%或0.5)。 (25) 这个电感值是在输入最小工作电压时,电源输出仍能达到额定输出电压所允许选择的最大电感值。 在开关管导通的每个周期中,存储在磁心的能量为: (26) 要验证变压器最大连续输出的功率能否满足负载所需的最大功率,可以使用下式: (27)

所有磁心工作在单象限的场合,都要加气隙。气隙的长度(cm)可以用下式近似(CGS制(美 国)): (28a) 式中Ac——有效磁心面积,单位为; Bmax——最大磁通密度,单位为G(Wb/cm )。 在MKS系统(欧洲)中气隙的长度(m)为 (28b) 式中Ac——有效磁心面积,单位为; Bmax——最大磁通密度,单位为T(Wb/m )。 这只是估算的气隙长度,设计者应该选择具有最接近气隙长度的标准磁心型号。 磁心制造厂商为气隙长度提供了一个A L的参数。这参数是电感磁心绕上1000 匝后的数据(美 国)。根据设计好的电感值,绕线的匝数可以用式(29)计算确定。 (29) 式中 Lpri——一次电感量,单位为mH。 如果有些特殊的带有气隙的磁心材料没有提供A L。的值,可以使用式(30)。注意不要混淆CGS和MKS两种单位制(G和cm与T和m)。 (30)

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. 输入电压范围Vin=85 —265Vac; 输出电压/ 负载电 流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取: 工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85* “2-20=100Vdc( 取低频纹波为20V). 根据伏特- 秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输岀电流的过流点为120%;+5v 和+12v整流二极管的正向压降均为 1.0V. +5V 输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V 输岀功率 Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输岀总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt, 得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6. 变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?], 其中: Pt( 变压器的标称输岀功率)= Pout=85W Ko( 窗口的铜填充系数)=0.4 Kc( 磁芯填充系数)=1( 对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j( 电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

经验谈:写给新手的反激变压器KRP详解

经验谈:写给新手的反激变压器KRP详解

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反激变压器的优点自是不必多说,很多新手都通过反激电源的制作来熟悉电源设计,目前网络上关于反激变压器的学习资料五花八门且比较零散,本文就将对反激变压器的设计进行从头到尾的梳理,将零散的知识进行整合,并配上相应的分析,帮助大家尽快掌握。 今天将进行一个较为完整的分析,KRP作为反激变压器中的灵魂参数,该如何对其进行取舍,值得我们深入探讨。 首先先对文章当中的将要提到的一些名词进行解释。 工作模式:即电感电流工作状态,一般分DCM、CCM、BCM三种(定性分析)。 KRP:描述电感电流工作状态的一个量(定量计算); KRP定义: KRP的意义:只要原边电感电流处于连续状态,都称之为CCM模式。而深度CCM模式(较小纹波电流)与浅度CCM模式(较大纹波电流)相比较,电感量相差好几倍,而浅度CCM模式与BCM、DCM模式的各种性能、特点可能更为相似。显然需要一个合适的参数来描述所有电感电流的工作状态。通过设置KRP值,可以把变压器的电感电流状态与磁性材料、环路特性等紧密联系起来。我们也可以更加合理的评估产品设计方案,例如: KRP较大时(特别是DCM模式),磁芯损耗一般较大(NP较小),气隙较小(无气隙要求,仅满足LP值),LP较小,漏感会较大,纹波电流较大(电流有效值较高);

KRP较小时(特别是深度CCM模式),磁芯损耗一般较小(NP较大),气隙较大(有气隙要求,平衡直流磁通),LP较大,漏感会较小,纹波电流较小(电流有效值较低); 注:KRP较小时,气隙也是可以做到较小,但这需要更大的磁芯和技巧; KRP较大时,磁芯损耗也是可以做的较小,但这同样需要更大的磁芯和技巧; 这里说一点题外话,大部分人通常认为,相同磁芯、开关频率,DMAX,DCM模式比CCM 模式下的输出功率更大;其实这是不完全对的(至少不符合实际,因为需要限制DMAX,导致空载容易异常),原因在于DCM模式下磁芯损耗会超出你的想象(电应力也会如此);DCM模式下,如果想大幅度降低磁芯损耗,唯一的方法是增大NP,而过大的NP会与LP形成现实冲突(DCM模式下,LP一般较小),造成磁芯气隙超出你的想象(漏感也会如此);有没有方法解决这种现实矛盾?答案应该是肯定的,即选择合适的磁芯结构,如长宽比小且AE大的磁芯(PQ、POT系列),或许会比长宽比大且AE小的磁芯(EER、EEL系列)更加有优势。(补充:在DCM模式下,如果限制DMAX,则会比CCM模式下输出更大的功率) KRP较大时,增大DMAX可以在一定程度上降低原边的纹波电流及有效电流值,但是次级的电流应力会更加恶劣,这种方法(增大/减小DMAX)只适合平衡初次级的电压、电流应力,应该不是一种很好的设计手段。 KRP较大时,空载启动困难,特别是低压大电流输出,且空载无跳频(宽范围AC输入时尤其如此,如3.3V10A,特别是超低压输入); KRP较小时,开关损耗较大,特别是高压小电流输出,且开关频率较高(窄范围AC输入时尤其如此,如100V0.5A,特别是超高压输入); 注:非低压大电流产品(如12V5A),KRP较大时,DMAX不能设计的过小,否则空载也会启动困难,且空载无跳频(宽范围AC输入时尤其如此); 超低压输入产品(如12V输入),KRP应该较小,且开关频率也不能过高,否则LP过小(漏感过大)无法正常工作(或者效率极低)。 KRP较大时,动态响应较快,环路补偿比较容易(特别是采用电流模式控制); KRP较小时,动态响应较慢,环路补偿相对困难(特别是采用电压模式控制); KRP较大时,电感电流斜率较急,CS采样端对噪声影响不明显;

反激式变压器设计原理

反激式变压器设计原理 绿色节能PWM控制器CR68XX CR6848低功耗的电流模PWM反激式控制芯片 成都启达科技有限公司联系人:陈金元TEL: 电话/传真:-218 电邮:; MSN: 概述:CR6848是一款高集成度、低功耗的电流模PWM控制芯片,适用于离线式AC-DC反激拓扑的小功率电源模块。 特点:电流模式PWM控制低启动电流低工作电流 极少的外围元件片内自带前沿消隐(300nS) 额定输出功率限制 欠压锁定(12.1V~16.1V) 内建同步斜坡补偿PWM工作频率可调 输出电压钳位(16.5V) 周期电流限制 软驱动2000V的ESD保护过载保护 过压保护(27V)60瓦以下的反激电源SOT23-6L、DIP8封装 应用领域:本芯片适用于:电池充电器、机顶盒电源、DVD 电源、小功率电源适配器等60 瓦以下(包括60 瓦)的反激电源模块。 兼容型号: SG6848/SG5701/SG5848/LD7535/LD7550/OB2262/OB2263。 原生产厂家现货热销!-218,。 CR6842兼容SG6842J/LD7552/OB2268/OB2269。 绿色节能PWM控制器AC-DC 产品型号功能描述封装形式兼容型号 CR6848 低成本小功率绿色SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器LD7535/LD7550 OB2262/OB2263 CR6850 新型低成本小功率绿色SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器SOT-26/DIP-8 LD7535/LD7550 SOP-8OB2262/OB2263 CR6851 具有频率抖动的低成本SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 绿色节能PWM控制器SOP-8 LD7535/LD755 OB2262/OB2263 CR6842 具有频率抖动的大功能DIP-8 兼容SG6842J/LD7552

反激变压器设计实例(一)

反激变压器设计实例(一) 目录 1.导论 (1) 2.磁芯参数和气隙的影响 (1) 2.1 AC极化 (2) 2.2 AC条件中的气隙影响 (2) 2.3 DC条件中的气隙影响 (2) 3. 110W反激变压器设计例子 (3) 3.1 步骤1,选择磁芯尺寸 (3) 3.2 步骤2,选择导通时间 (5) 3.3 步骤3,变换器最小DC输入电压的计算 (5) 3.4 步骤4,选择工作便宜磁通密度 (5) 3.5 步骤5,计算最小原边匝数 (6) 3.6 步骤6,计算副边匝数 (6) 3.7 步骤7,计算附加匝数 (7) 3.8 步骤8,确定磁芯气隙尺寸 (7) 3.9 步骤9,磁芯气隙尺寸(实用方法) (8)

3.10 步骤10,计算气隙 (8) 3.11 步骤11,检验磁芯磁通密度和饱和裕度 (9) 4 反激变压器饱和及暂态影响 (10) 1.导论 由于反激变换器变压器综合了许多功能(储存能量、电隔离、限流电感),并且还常常支持相当大的直流电流成分,故比直接传递能量的正激推挽变压器的设计困难得多、以下变压器设计例子中没选择过程使用反复迭代方法,无论设计从哪里开始没开始时须有大量近似的计算。没有经验工程师的问题是要得到对控制因数的掌握。特别的,磁芯大小、原边电感的选择、气隙的作用、原边匝数的选择以及磁芯内交流和直流电流(磁通)成分的相互作用常常给反激变压器设计带来挑战。 为使设计者对控制因数有好的感觉,下面的设计由检查磁芯材料的特性和气隙的影响开始,然后检查交流和直流磁芯极化条件,最后给出100W变压器的完整设计。 2.磁芯参数和气隙的影响 图1表示一个铁氧体变压器在带有和不带气隙时典型的B/H(磁滞回归线)环。 注意到虽然B/H环的磁导率(斜率)随气隙的长度变化,但磁芯和气隙结合后的饱和磁通密度保持不变。进一步,在有气隙的情况下,磁场强度H越大,剩磁通密度B r越低。这些变化对反激变压器非常有用。

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算教学内容

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. .输入电压范围Vin=85—265Vac; .输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; .变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V). 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dm ax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A

反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤

反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤 齐纳管吸收漏感能量的反激变换器: 0. 设计前需要确定的参数 A开关管Q的耐压值:Vmq B 输入电压范围:Vinmin ~Vinmax C 输出电压V o D 电源额定输出功率:Po(或负载电流Io) E 电源效率:X F 电流/磁通密度纹波率:r(取0.5,见注释C) G 工作频率:f H 最大输出电压纹波:V opp 1. 齐纳管DZ的稳压值Vz Vz <= Vmq × 95% - Vinmax,开关管Q承受的电压是Vin + Vz,在Vinmax处还应为Vmq 保留5%裕量,因此有V inmax + Vz < Vmq × 95% 。 2. 一次侧等效输出电压Vor V or = Vz / 1.4(见注释A) 3. 匝比n(Np/Ns) n = V or / (V o + Vd),其中Vd是输出二极管D的正向压降,一般取0.5~1V 。 4. 最大占空比的理论值Dmax Dmax = V or / (V or + Vinmin),此值是转换器效率为100%时的理论值,用于粗略估计占空比是否合适,后面用更精确的算法计算。 一般控制器的占空比限制Dlim的典型值为70%。

----------------------------------------------------------------------------- 上面是先试着确定Vz,也可以先试着确定n,原则是n = Vin / Vo,Vin可以取希望的工作输入电压,然后计算出Vor,Vz,Dmax等,总之这是计算的“起步”过程,根据后面计算考虑实际情况对n进行调整,反复计算,可以得到比较合理的选择。 ----------------------------------------------------------------------------- 5. 负载电流Io Io = Po / V o,如果有多个二次绕组,可以用单一输出等效。 6. 一次侧有效负载电流Ior Ior = Io / n ,由Ior × Np = Io × Ns得来。 7. 占空比D D = Iin / (Iin + Ior),其中Iin = Pin / V in,而Pin = Po / X。这里V in取Vinmin。(见注释B) 8. 二次电流斜坡中心值Il Il = Io / (1 - D) 9. 一次电流斜坡中心值Ilr Ilr = Il / n 10. 峰值开关电流Ip k Ipk = (1 + 0.5 × r) × Ilr 11. 伏秒数Et Et = V inmin × D / f ,(Et = V on × Ton = V inmin × D/f) 12. 一次电感Lp Lp = Et / (Ilr × r) 13. 磁芯选择 (1)V e = 0.7 × (((2 + r)^2) / r) × (Pin / f),V e单位cm^3;f单位KHz,根据此式确定磁芯有效体积V e,寻找符合此要求的磁芯。(见注释D) (2)最适合反激变压器的磁芯是“E Cores”和“U Cores”,“ETD"、”ER"、“RM"这三种用于反激性能一般,而“Planar E”、“EFD"、”EP"、“P"、”Ring"型不适合反激变压器。 (3)材质选锰锌铁氧体,PC40比较常用且经济。 14. 一次匝数Np Np = (1 + 2/r) × (V on × D)/(2 × Bpk × Ae × f),其中V on = V inmin - Vq,Vq是开关管Q的导通压降;Bpk不能超过0.3T,一般反激变压器取0.3T;Ae是磁芯的有效截面积,从所选磁芯的参数中查的。(公式推导见注释E,说明见注释F) 15. 二次匝数Ns

反激式变压器的设计实例

反激式变压器的设计实例 尽管在buck变换器的设计中没有用到反激式变压器,但由于反激式变压器介于电感与变压器之间,为了帮助大家进一步搞清楚这个特殊的磁性元件,在此我们给出反激式变压器的设计,并作为设计范例。介绍的内容要比直流电感简单一些,但是很多方面是一致的。说明一下,这里设计的反激式变压器是有隔离的,而非隔离反激式电感的设计除了没有副边以外,其他的几乎相同。我们的设计要求为:直流输入电压为48V(为了简便起见,假设没有线电压波动),功率输出为10W,开关频率是250kHz,允许功率损耗0.2W(根据总的损耗,可以知道变换器的效率要求),因此变换器效率为98%(0.2W/10W=2%)。效率的大小与磁芯的尺寸有关,变压器体积越小,效率越低。 (隔离、断续模式的)反激式变压器原边设计时只需要用到四个参数:输出功率、开关频率、功耗、输入电压(设计非隔离反激式电感也只需这四个参数)。这里,我们还没有提到电感量,电感量由很多参数决定,在下面的内容中我们将会介绍它们之间的关系。 我们用UC3845芯片(8脚、中等价格)提供PWM信号,其最大占空比为45%,占空比的大小是根据变换器是工作在连续状态还是断续状态来确定的,稍后的章节中将介绍如何计算占空比,在这个例子中,我们选用断续模式。 我们再增加一项设计要求:就是变压器体积要尽量小,有一定的高度限制。我们将会看到,变压器的设计与电感的设计不完全相同,变压器通常可以选用多种不同的磁芯来实现相同的电气特性。在这个例子中,还要根据其他一些要求来选择磁芯,包括尺寸、成本等因素。 1 反激式变压器的主要方程 首先,我们做一些基本的准备工作。正如这一章一开始介绍的理论内容中所说的那样,当反激式变换器原边开关器件导通时,变压器原边绕组的作用相当于一个电感。电压加在原边电感上,开关导通期间,电流持续上升: 这里,DC是占空比,f是开关频率,T=1/f是开关周期,这个方程适用于电流断续模式反激式变压器,原边电流波形如图案5-17所示。

反激式变压器的设计步骤

反激式变压器的设计步骤 1 明确产品的设计要求。 一、 输入电压范围(a)220±20% (b)110±20% (c)85-264V (d)220/110V AC. 二、 输入电压、电流,输出电压V 、电流A 。 三、 工作频率F 四、 工作效率 :70-90%,Rcc 一般取70%-75%。 五、 工作占空比 D 取0.45-0.5 2 计算输入功率 Pin=Po/n n:工作效率 3 设算变压器初级的反射电压:V or V or = V min : 滤波电容上的最谷底电压V V min=V acmin *1.414-37V 3 计算匝比:N N= V or:反射电压 V o:输出电压 V f :二极管正向电压 4 计算原边峰电流(Ip )和有效值电流。 I rms = Po/(n* Vmin ) I rms =I p1: 初级有效电流 A Vmin ×D (1-D) V or V o+V f

I p = P in : 输入功率W V min : 滤波电容上的最谷底电压V 或I p = I rms /[(1-0.5*K rp )* D max ] V min=V acmin *1.414-37V K rp : 电流脉动系数 取0.6-0.75 或K rp = △B/ B max △ B= 工作磁感强度 T B max = 饱和磁同密度 I p= I p2: 初级峰值电流 A D max : 最大占空比 5 计算Ip1 I p1=I p2*(1-K rp ) I p2=I p : 初级峰值电流 A 连续模式 非连续模式 F F 6 计算初级电感量 Lp Lp= V min : 最小输入DC 电压 D max : 最大占空比 L p : 初级电感量(mH ) 2Pin V min ×D max ×(2-K rp ) Po I p 2* K rp *(1-0.5* K rp )*F*n

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. .输入电压范围Vin=85—265Vac; .输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; .变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V). 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6.变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85W Ko(窗口的铜填充系数)=0.4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1、确定电源规格、 、输入电压范围Vin=85—265Vac; 、输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 、变压器的效率?=0、90 2、工作频率与最大占空比确定、 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0、45、 T=1/fosc=10us、Ton(max)=0、45*10=4、5us Toff=10-4、5=5、5us、 3、计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n)、 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V)、 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n、n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0、45]/[(5+1、0)*0、55]=13、64 4、变压器初级峰值电流的计算、 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v与+12v整流二极管的正向压降均为1、0V、+5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1、2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0、90*(1+0、4)*100*0、45] =3、00A Ip2=0、4*Ip1=1、20A 5、变压器初级电感量的计算、 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4、5/[3、00-1、20] =250uH 6、变压器铁芯的选择、 根据式子Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85W Ko(窗口的铜填充系数)=0、4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0、4*1*100*103*1500Gs*5*0、90]

反激变压器设计

反激式开关电源变压器的设计(evdi版) 个人感觉反激是入门也是最难的,理解考个人琢磨。 在论坛上方法也学到了不少,加上看了其他的一些文章把自己的看法上传给大家,望大家指教。谢谢 Evdi 9.28 设计目标:Vin AC90-260 V o 15v Iomax 2A f 100k 运行方式:Iomax ccm 65%Iomax dcm 这里我们设计得是工作于CCM和DCM得电路,所以我们应该考虑两个点: 1负载最大时点Iomax 2 DCM与CCm的临界点,这时得Io=65%Iomax 1临界点 1.1计算匝比与最大占空比 这里有两种方法,其实实质都是一样只是在操作上有些不同,但都存在着一个共同点:主观性. 1.1.1从V or着手 这里要分两步: (1)得出V or取值 首先需要了解一下反激的原理,简单点说反激就是buck-boost电路和变压器的和体。V or为反激电压,就是在Mosfet关断时,次级导通使初级感应得电压,这里是起到了承接两者的关系因此在设计时可以先考虑V or的取值。 对于buck-boost: Vdc*Ton=V or*Toff Q-1 对于变压器匝比V or*Np=V o*Ns Q-2 对于V or的取值,对此总结如下: 这里要从mosfet关断时所受的电压应力着手考虑。当mosfet关断时 存在V or+Vdcmax+Vspike+Vmargin=Vdss 选用Vdss=600vmosfet Vdcmax=Vimax*1.4=365v Vspike大约=95v Vmargin取30-70v 得到V or为70-110v。其实我们这里选得值都时大约值,比如Vdss我们当然可以选择更大得耐压值,计算会导致V or变大,但是我们有个前提就是V or有一个限度这个限度是使Dmax不能大于50%。其实这里V or是个考虑综合因素取得一个较为主观得值。 (2)算出匝比和最大占空比 由Q-2式Np/Ns=V or/(V o+Vf) 当V or为70时:Np/Ns=4.3 当V or为110时:Np/Ns=6.8 这里我们取Np/Ns=5,因为V or取值一般小些比较好,所以V or=80v 由Q-1式当Vdc最小时,Ton肯定时最大,所以 Dmax*Vdcmin=V or*(1-Dmax) 这里Vdcmin我们取100 算得Dmax=0.44 1.1.2绕过V or,直接先假设Dmax

开关电源反激式变压器计算公式与方法

开关电源反激式变压器计算公式与方法 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

原边电感量:Lp =(Dmax * Vindcmin)/ (fs * ΔIp) 开关管耐压:Vmos =Vindcmax+开关管耐压裕量(一般用150V)+Vf *反激电压(Vf)的计算: Vindcmin * Dmax = Vf *(1- Dmax) 原边与副边的匝比:Np / Ns = Vf / Vout 原边与副边的匝比:Np / Ns = (Vdcmin * Dmax)/ [Vout * (1-Dmax)] 原边电流:[1/2 * (Ip1 + Ip2)] * Dmax * Vindcmin = Pout / η 磁芯:AwAe = (Lp * Ip2^2 * 10^4 / Bw * Ko * Kj) * 原边匝数:Np = (Lp * Ip^2 * 10^4 )/ (Bw * Ae) 气隙:lg = π * Np^2 * Ae * 10^-8 / Lp Lp:原边电感量, 单位:H Vindcmin:输入直流最小电压,单位:V Dmax:最大占空比: 取值~ Fs:开关频率 (或周期T),单位:Hz ΔIp:原边电流变化量,单位:A Vmos:开关管耐压,单位:V Vf:反激电压:即副边反射电压,单位:V Np:原边匝数,单位:T) Ns:副边匝数,单位:T) Vout:副边输出电压,单位:V η:变压器的工作效率 Ae:磁芯截面积,单位:cm2 Ip2:原边峰值电流,单位:A Bw:磁芯工作磁感应强度,单位:T 取值~ Ko:窗口有效用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为~ Kj:电流密度系数,一般取395A/ cm2(或取500A/cm2) Lg:气隙长度,单位:cm 变压器的亿裕量一般取150V 什么是反激电压假定原副边的匝比为n,在原边开关管截止时,开关管的高压端电压为 Vin(dc)+nVo, nVo即为反激到原边的电压。在反激电源的工作原理中,原边开关管截止时,变压器能量传递,次级二极管导通,次级绕组两端的电压,会“折射”到原边(用同名端对电位),叠加在开关管高压端。同理当原边开关管导通时,次级二极管是截止的,二极管上的电压除了输出电压Vo,还有原边“折射”过来的电压Vin(dc)/n,及Vo+[Vin(dc)/n,].。所以,匝比的设计,除了影响占空比,也影响着原边开关管及次级二极管的应力选择。 在变压器线圈匝数未知的情况下,如何计算磁芯工作时的磁感应强度Bw测量其电感量(可用压

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