200W_双管正激设计_计算书(1)
Vo_nom 5V
Nominal DC output voltage
Io_max 40A
Maximum DC output current
f 50Hz
fs 100KHz
(Po_max Vo_max Io_max)
Dmax 0.45
(Po_max) 220 W
Maximum output power
Nominal DC intput voltage
Vdc_max 2 Vacmax 374.767 V
Maximum DC intput voltage
Vo_min 4.95V
Minimum DC output voltage
Vo_max 5.5V
Maximum DC output voltage
4
Lm Np_actual2 AL_double 1.175 104 μH Because the AL-value has ±25% tolerance,so
Lm_max (1 0.25)Lm 1.469 104 μH Lm_min (1 0.25)Lm 8.813 103 μH
双管正激设计计算书
一、输入输出指标
by zhang 2012/09/28
(输入电压范围：185Vac 265Vac)
Vacmin 185V
Vacmax 265V
Vacnom 220V
Vdc_min 2 Vacmin 261.63 V
Minimum DC input voltage
Vdc_nom 2 Vacnom 311.127 V
Ae_single 161mm2
Aw_single 149.6mm2
AL_single 5.1μH
Ve_single 11970mm3
AwAe_single Ae_single Aw_single 2.409 104 mm4
Considering 1 PQ32/30 ferrite cores side to side N_core 1 Ae_double N_core Ae_single 161 mm2 Aw_double Aw_single 149.6 mm2 AwAe_double Ae_double Aw_double 2.409 104 mm4
NP_vcc_actual 7
Np_actual
n_vcc_actual
6.857
NP_vcc_actual
The actual Bmax is Bmax_tr_actual Vdc_max Dmax 0.218 T
fs Np_final Ae_double Bmax_tr_actual Bmax_tr符合要求
Po_max
Iavbr1 5
4.57 A
η1 Vdc_min
选取KBJ1506,600V/15A,Vf=1.1V
Vf_br 1.1V Rθjc 0.8 1
watt
Maximum Forward Voltage at 7.5A DC Thermal resistance junction-case max
Cin
Po_max
ห้องสมุดไป่ตู้
251.784 μF
η1 f Vdc_min2 (Vdc_min Vpp)2
Ic_rms Po_max 1 Dmax 0.93 A Vdc_min Dmax
Cin_actual 220μF 四、主变压器T1的设计：
变压器变比的计算： n Vdc_min Dmax 15.91 Vsec
Dmin_actual
0.316
Vdc_max
Vsec n_actual
Dnom_actual
0.381
Vdc_nom
Dmax_actual Vsec n_actual 0.453 Vdc_min
Np_vcc Vdc_min Dmax_actual 7.006 15V Vd_out
2
k_win_tr 0.3
窗口利用系数
Jmax_tr 500 amp cm2
Bmax_tr 0.2tesla
电流密度 最大磁通密度
AwAe_tr
Po_max
1.771 104 mm4
k_win_tr Jmax_tr Bmax_tr fs η1 Dmax
Selecting an available ferrite core PQ3230
Ns Np_min 3.292 n
Ns_actual 3
考虑到副边绕组 电流较大，合理范围内尽量 降低绕组圈数
Np_actual round(Ns_actual n) 48
Np_final 48
原变最终取值
Np_final
n_actual
16
Ns_actual
验证最小和最大占空比：
Vsec n_actual
Maximum voltage of secondary(Average)
二、功能原理图：
T2 VS
FET1 IP
FET2
-
D1
T
D 3 ‘ A’
L1
N： 1 IS
IL
VS’
D4
D2
+ IO C VO R －
隔离驱动电路
1
三、输入电容和整流桥的计算： η1 92% Vd 1.5 Vdc_max 562.15 V
Vf_d 1.5V
Forward voltage drop of DC rectifier diode
(Vloss 0.4V)
Equivalent loss from secondary to output
Vd_out Vf_d Vloss 1.9 V
Vsec Vo_max Vd_out 7.4 V
AL_double N_core AL_single 5.1 μH
符合要求
3
Ve_double N_core Ve_single 1.197 104 mm3
材质：PC40， Bs = 3900Gs （100℃），Br = 550Gs， 最大B 2800Gs
Np_min Vdc_max Dmax 52.374 fs Bmax_tr Ae_double
Iin_maxRMS Po_max 0.914 A η1 Vdc_min
Pbr 2Vf_br Iin_maxRMS 2.011 W
交流电流最大有效值
Temprise_br Pbr Rθjc 1.609
取电容上电压脉动为平均电压的 15%
Vpp Vdc_min 15% 39.244 V
双管正激电源课程设计
双管正激电源课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握双管正激电源的基本工作原理，理解其电路构成及各部分功能。
2. 使学生了解双管正激电源的转换效率、输出特性及其影响因素。
3. 帮助学生掌握双管正激电源的电路参数计算方法，并能进行简单电路的设计。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电路问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够搭建和调试双管正激电源电路。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组讨论中分享观点，共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术学科的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 培养学生严谨、认真、负责的科学态度，注重实践操作的规范性和安全性。
3. 引导学生关注新能源和节能技术，培养环保意识和创新精神。
课程性质分析：本课程属于电子技术领域，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
课程内容紧密结合课本，强调知识的应用性和实践性。
学生特点分析：针对高年级学生，已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
此阶段学生思维活跃，善于探究，喜欢挑战。
教学要求：1. 确保学生对双管正激电源的理论知识掌握扎实，能应用于实际电路分析。
2. 注重实践操作，培养学生动手能力，提高学生对电路的实际操作技能。
3. 融入情感态度价值观教育，引导学生形成正确的科学态度和价值观。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍双管正激电源的基本原理，包括开关电源的工作模式、双管正激电路的构成及工作过程。
- 讲解双管正激电源的关键参数，如转换效率、输出电压纹波、频率等，分析影响这些参数的因素。
- 深入探讨电路参数的计算方法，结合实际应用场景进行案例分析。
2. 实践操作：- 指导学生搭建双管正激电源实验电路，进行电路调试和性能测试。
- 安排实验项目，让学生通过实际操作验证理论知识，观察和分析电路性能。
3. 教学大纲：- 第一周：双管正激电源原理及电路构成，进行课堂讲解和讨论。
【我是工程师】单端正激双管式开关电源设计之变压器设计
【我是工程师】单端正激双管式开关电源设计之变压器设计（cjhk完成于江苏泰州）最近电源网举行我是工程师这个活动，看到礼品这么丰富，我也忍不住想凑个热闹，准备把以前自己动手设计的一款电源贴出来和大家共享，其中借鉴了一些资料，难免会有一些差错，希望大家能及时指证。
因为有两个月左右的时间，所以我自己的规划是：首先分析单端正激式变换器拓扑结构，接着根据我自己的项目分析单端正激式电路的高频变压器设计方法，再其次是分析使用到的电源管理芯片的特性及功能，同时分析功率MOS的选择与计算功率损耗，最后是各功能电路的分析并贴出原理图。
整个项目大概的时长差不多1个半月。
主要是工作比较忙，只能抽晚上的时间来和大家分享，很多地方分析的会不到位，计算的公式以及原理什么的都只是自己的理解，会有错误，望大家及时指正。
单端正激式开关电源，一般适用与200W以下的开关电源（至于为什么是200W，我没有真正去验证过，找了好些资料，都是这么说的，希望有高手能解释一下为什么不能超过200W）。
我以前见过1200W的单端正激式开关电源，功率模块用的是IGBT，不过效率不高。
常见的单端拓扑结构，通常都是带有去磁绕组。
去磁绕组的圈数和初级绕组的圈数相同，主要目的是为了防止变压器磁饱和。
理想的正激拓扑结构的高频变压器磁芯是不需要有去磁绕组的，因为初级获得的能量都会完全传递到次级。
但是实际的情况是因为磁芯工作的区间的第一象限，每次初级获得能量在传递到次级时，磁芯都会有一些能量的残留，当残留的能量不断累加到达磁芯饱和的阙值点时，变压器发生磁饱和（磁通量为零，电流无穷大，至此变压器就会烧毁）。
为了防止变压器磁饱和，需要加入去磁绕组（也称复位绕组）。
去磁绕组的方向和初级绕组的方向正好相反，每次初级将能量传递到次级时，残余的能量和去磁绕组中的能量方向相反，正好抵消。
至于去磁绕组和初级绕组是如何绕制的，查了几本书，都说是紧密绕制。
在《变压器与电感器设计》（龚绍文翻译）这本书中写道是双线并绕，我想了很长时间没有搞懂。
一个 200W 开关电源的功率级设计
一个 200W 开关电源的功率级设计总结Michael Weirich 实验室经理飞兆半导体（德国）公司摘要本文讲述了一个基於FAN4800 连续PFC 前端的双管正激电源的功率级设计。
回顾了这种电源的设计选择。
讨论的实际课题包括功率器件选型，电磁设计，布局和电磁干扰 (EMI)，目的在於帮助工程师加速并改善其设计。
1. 导言新的功率在200W-500W 的交流电源设计，越来越需要功率因素校正（PFC），以在减少电源线上的能源浪费，并增加最多来自电源插座的功率。
这篇文章描述了一个用於液晶电视的200W 电源的设计与构造，所以提到了很多注意事项，以达到高效率，待机功率低於1W，外形小巧尤其是高度为25mm ，无风扇的简单冷却，低成本。
这些特徵对於将要应用的场合是不可或缺的。
2. 电路描述和设计设计指标如下∶·交流输入电压∶85－265VRMS·功率因素∶> 0.95·总输出功率∶200W·三个直流输出∶5V/0.3A12V/5A24V/6A电源分为两个单元。
第一电源集成一个功率因素校正电路，内置在FAN4800 PFC/PWM（脉宽调制）二合一控制器周围，产生一个24V/6A 和12V/5A 的输出。
这个器件包含一个平均电流模式PFC 控制器和一个能够在电压和电流模式下工作的PWM控制器。
在描述的这项应用中，PWM工作在电流模式，控制一个双管正激变换器。
这种变换器能产生一个稳压的24V 输出。
12V输出则由一个采用MC34063A PWM控制器的Buck 变换器产生。
这个附加模块改善了12V输出校正，减少交叉调节问题，这对於多重输出正激变换器总是一个问题，当负载大范围变化时。
附加变换器成本不是很高，如果与一个双管输出变换器的更复杂、更大的耦合电感相比。
第二电源是一个基於飞兆半导体功率开关（FPS）的Flyback 变换器，它给FAN4800提供电源和5V 输出。
双管正激变换器设计之一变压器篇（1.2KW）
双管正激变换器设计之一变压器篇（1.2KW）1200W双管正激变换器设计之一——变压器设计正激变换器通常使用无气隙的磁芯，电感值较高，初次级绕组峰值电流较小，因而铜损较小，开关管峰值电流较低，开关损耗较小，其高可靠高稳定性使得其在很多领域和苛刻环境得到应用.下面举例给大家分享下对正激变换器的设计方法：规格：输入电压Vin=400V（一般在输入端会有CCM APFC将输入电压升压在稳定的DC400V左右）输出电压Vout=12V输出功率Pout=1200W效率η=85%开关频率Fs=68KHz最大占空比Dmax=0.35第一，第一，选择磁芯的材质选择高μ低损，高Bs材质，一般常采用TDK PC40或同等材，其相关参数如下：因为正激电路的磁芯单向磁化，要让磁芯不饱和，磁芯中的磁通密度最大变化量需满足ΔB< p="">的动态范围变小而出现饱和，因此，设计时需保留一定裕量，通常取60%~80%（Bs-Br）, ΔBc 选得过高磁芯损耗会增加，易饱和，选得过小会使匝数增加，铜损增大，产品体积增大，通常选择60%（Bs-Br），则最大磁通变化量ΔB=（390-55）*0.6=201mT,即0.201T第二，确定磁芯规格根据公式AP=Aw*Ae=(Ps*104)/(2ΔB*Fs*J*Ku)其中:Aw为磁芯的铜窗口截面积（cm2），Ae为磁芯的有效截面积（cm2），Ps为变压器的视在功率（W），J为电流密度（A），Ku 为铜窗口占用系数对正激变换器，视在功率Ps=Pout/η+Pout电流密度J根据不同的散热方式取值不同，一般采用300~600A/cm2,此处考虑到趋肤效应采用多股纱包线，取600A/cm2 铜窗口占用系数Ku取0.2ΔB=0.20T，J=600A/cm2,Ku=0.2代入公式得AP=[(1200/0.85+1200)*104]/(2*0.201*68*103*600*0.2)=7.962cm4查磁芯规格书，选用磁芯ETD49,其相关参数如下：ETD49的AP=Aw*Ae=375*213=79875mm4=7.9875cm4<7.962cm4,即,OK。
双管正激变换器
双管正激变换器
作者：时间：2007-12-11 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：正激变换器电源
图1为双管正激变换器主电路，其变压器二次侧电路和单管正激变换器一样，但一次绕组与S1、S2（两个开关晶体管）串联，S1、S2在PWM脉冲作用下同时导通或关断，在每个晶体开关管和一次绕组之间，各并联一个续流二极管VD1、VD2，使得S1、S2关断时，变压器储能有一个释放通路，经过VD1、VD2回馈到直流输入电源。
因此双管正激变换器无需另加磁复位措施。
VD1、VD2还起钳位作用，将S1、S2承受的电压钳位于输入电压V i。
图１双管正激变换器
有的文献称这种电路为混合桥式(Hybrid bridge)电路，其中S1、VD2组成一个桥臂，VD1、S2组成另一个桥臂。
双管正激变换器可应用于较高电压输入（例如V i=800V或1000V）、较大功率输出场合（例如10KW）。
每个开关管承受的最大电压为V i。
和单管正激变换器相比，开关管承受的电压应力降低一半。
双管正激电路
双管正激电路一、引言双管正激电路是一种常见的电子电路，主要用于驱动高频输出变压器。
本文将详细介绍双管正激电路的原理、特点、设计方法以及应用领域。
二、原理及结构双管正激电路由两个晶体管、变压器、输入电源和负载组成。
其中，晶体管分别作为开关管和工作管，变压器用于实现电压转换，输入电源提供电能，负载接收输出信号。
2.1 开关管开关管通常采用功率MOS管或者开关型晶体管，其主要功能是控制输出信号的开关。
开关管通过控制输入电压的高低来切换工作状态，实现输出信号的开关。
2.2 工作管工作管一般采用功率晶体管，其主要功能是放大输出信号，并将其传输给负载。
工作管在开关管切换状态时，接收开关管产生的信号，并进行相应的幅度放大。
2.3 变压器变压器是双管正激电路中的重要组成部分，其作用是实现电压转换。
变压器将输入电源提供的电能进行变压缩放，并输出给工作管放大。
变压器的设计应充分考虑电路的功率、频率等参数，以实现较高的转换效率。
三、特点及优势双管正激电路在实际应用中具有以下特点和优势：3.1 高效率双管正激电路通过合理匹配开关管和工作管，可以实现较高的转换效率。
其设计原理使得功率能够得到充分利用，从而达到较高的能量转换效率。
3.2 输出稳定双管正激电路通过开关管的控制，可以实现输出信号的开关，从而使得输出信号更加稳定。
输出稳定是电路工作的一项重要指标，对于许多应用场景非常关键。
3.3 适用范围广双管正激电路可以适用于多种应用领域，例如电源供应、驱动电路等。
其设计灵活性强，可以根据实际需求进行优化和调整，满足不同场景的要求。
3.4 成本低廉由于双管正激电路采用的器件和元器件成本较低，生产和应用成本相对较低。
这使得双管正激电路在实际应用中具有一定的竞争优势。
四、设计方法4.1 选择晶体管在设计双管正激电路时，需要根据实际需求选择合适的晶体管。
晶体管的参数包括最大电流、最大功率、开关速度等，这些参数对电路的性能有着重要的影响。
200W_双管正激设计_计算书(1)
k_win_tr 0.3
窗口利用系数
Jmax_tr 500 amp cm2
Bmax_tr 0.2tesla
电流密度 最大磁通密度
AwAe_tr
Po_max
1.771 104 mm4
k_win_tr Jmax_tr Bmax_tr fs η1 Dmax
Selecting an available ferrite core PQ3230
Maximum voltage of secondary(Average)
二、功能原理图：
T2 VS
FET1 IP
FET2
-
D1
T
D 3 ‘ A’
L1
N： 1 IS
IL
VS’
D4
D2
+ IO C VO R －
隔离驱动电路
1
三、输入电容和整流桥的计算： η1 92% Vd 1.5 Vdc_max 562.15 V
Aw_double 变压器损耗计算： The conductor resistant should be estimated for 100 degrees. Temp_cond 100
6
ρ_copper 1.724 [1 0.0042(Temp_cond 20)] 10 6ohm cm 0 mm3 kg A2 ns3
Ns Np_min 3.292 n
Ns_actual 3
考虑到副边绕组 电流较大，合理范围内尽量 降低绕组圈数
Np_actual round(Ns_actual n) 48
Np_final 48
原变最终取值
Np_final
n_actual
16
Ns_actual
正激电路计算书(标准格式)
2 3
2.0mm 铝基板热阻为 1.5℃/W 结对铝基板温升为 10.03×(1.5+1.5)=30℃ 结温最高不超过 150℃，则铝基板温度不超过 150-30=110℃ 媒体编号 要设法改善整个模块的散热条件，以降低二极管结温。 1.5 输出滤波电感： 磁材 E18/4/10/R （3F3） AL=2700nH L≥
取 N=3 匝
旧底图总号
N =
底图总号 Lg= 日期 签名
N 2 × Ae × r 4π × 10 7 × 9 × 40.8 × 10 6 = = 0.3mm L 1.5 × 10 6
拟 制 审 核
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
第 幅面:4
3
张
格式(4a)
描图:
适合以下 产品型号
自供电绕组取自输出电感,取供电电压 VF =13V,则 N=
Vi min× t on 36 × 0.55 × 3 × 100 = × 100 = 3.7(匝) B × Ae 2000 × 0.804 取:N2=2 N1=3 匝
(2)原边匝数： N 1 =
(3)副边匝数：N2=3.7×0.631=2.3 实际δmax=
VO + VF 12.5 = = 0.52 N2 2 36 × Vi min× 3 N1
3.55×1012 LC = 5.6
则 ω LC = 5.6
2
(2π ×300×10 3 ) 2 LC = 5.6
取 C=1uF N≥
LC =1.58×10 12
所以 L=1.58uH 选 L=1.8uH 取 N=3 匝
LI 1.8×4.9 = = 3.09 BAe 2000×0.145
100W双管正激变换器设计
1 绪论随着计算机、电子技术的高速发展，电子技术的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源，他们对电源的要求也越来越高。
电子设备的小型化和低成本化，使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
1．1 开关电源的发展开关电源被誉为高效节能电源，代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。
开关电源分为DC/DC和AC/DC两大类。
前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的交流电。
开关电源的核心是电力电子变换器。
按转换电能的种类，可分为直流-直流变换器（DC/DC变换器），是将一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器[1]；逆变器，是将直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器；整流器是将交流电转换成直流电的电能变换器和交交变频器[18]四种。
传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。
这种传统稳压电源技术比较成熟，并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。
但通常需要体积大而且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。
由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有百分之四十五左右[16]。
另外，由于调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，很难满足现代电子设备发展的要求。
20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。
在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制作的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。
到了20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。
开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。
100W双管正激变换器设计
1绪论跟着计算机、电子技术的高速发展，电子技术的应用领域愈来愈宽泛，电子设施的种类也愈来愈多，电子设施与人们的工作、生活的关系日趋亲密。
任何电子设施都离不开靠谱的电源，他们对电源的要求也愈来愈高。
电子设施的小型化和低成本化，使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
1．1 开关电源的发展开关电源被誉为高效节能电源，代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。
开关电源分为 DC/DC和 AC/DC两大类。
前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的沟通电。
开关电源的中心是电力电子变换器。
按变换电能的种类，可分为直流- 直流变换器（ DC/DC变换器），是将一种直流电能变换成另一种或多种直流电能的变换器[1]；逆变器，是将直流电能变换成另一种或多种直流电能的变换器；整流器是将沟通电变换成直流电的电能变换器和交交变频器[18]四种。
传统的晶体管串连调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。
这种传统稳压电源技术比较成熟，并且已有大批集成化的线性稳压电源模块，拥有稳固性能好、输出纹波电压小、使用靠谱等长处。
但往常需要体积大并且粗笨的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。
由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳固，其集电极与发射极之间一定蒙受较大的电压差，致使调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有百分之四十五左右[16]。
此外，由于调整管上耗费较大的功率，所以需要采纳大功率调整管并装有体积很大的散热器，很难知足现代电子设施发展的要求。
20 世纪 50年月，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。
在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因拥有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等长处而渐渐代替传统技术制作的连续工作电源，并宽泛应用于电子整机与设施中。
到了 20 世纪 90 年月，开关电源在电子、电气设施、家电领域获取了宽泛的应用，开关电源技术进入快速发展期间。
开关型稳压电源采纳功率半导体器件作为开关，经过控制开关的占空比调整输出电压。