反激CCM变压器算法
反激CCM变压器算法

反激CCM变压器算法最低输入电压Vs100输出电压Vo12输出电流Io1估算效率η0.85输入功率Pi14.11764706工作频率f65000选定反射电压Vor80最大占空比D0.444444444输入电流平均值Iavp0.141176471选定电流波峰比Krp0.7输入电流峰值Ipp0.488687783输入电流有效值Irmsp0.221761931最大导通时间Ton 6.83761E-06预选工作B值Bset0.235选定磁芯型号磁芯截面积Se(mm^2)51.80.0000518 磁路长度M0.057相对导磁率2300计算原边匝数Np56.17026894选取原边匝数Np5656选取载流密度Density(4~10A/mm^2)5 计算导线截面积Sw0.044352386单股导线线径0.237636723双股导线线径0.168034538三股导线线径0.137199626四股导线线径0.118818362N股导线线径50.106274373输出整流管压降Vfo0.6次级匝数Nss8.82选取次级匝数Ns99重新核定反射电压Vora78.4重新核定最大占空比Da0.439461883重新核定最大导通时间Tona 6.76095E-06重新核定输入电流峰值Ippa0.494228461计算输出电流峰值Ips 3.07519931 2.744615计算输出电流有效值Irmss 1.567193481计算次级导线截面积0.313438696单股导线线径0.631729802双股导线线径0.446700427三股导线线径0.364729371四股导线线径0.315864901N股导线线径50.282518156反馈整流管压降Vfb0.6反馈电压Vb13反馈绕组匝数Nb9.714285714计算初级电感量Lp0.001954259验算磁芯B值Bmax0.332959974气隙长度M7.96734E-05气隙长度mm0.079673445电感系数"nH"623.169244。
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式

反激变压器 ccm模式次级电流计算公式
反激变压器 CCM 模式次级电流计算公式
反激变压器常用于电源供应器、逆变器等电路中,其次级电流计算是设计中的关键问题。
在连续导通模式(CCM)下,可以使用以下公式计算反激变压器次级电流:
Iout = (Vin - Vout) × D / (L × f)
其中:
- Iout 是反激变压器的次级电流,单位为安培(A);
- Vin 是输入电压,单位为伏特(V);
- Vout 是输出电压,单位为伏特(V);
- D 是开关器件的占空比,取值范围在 0 到 1 之间;
- L 是反激变压器的次级电感,单位为亨利(H);
- f 是开关频率,单位为赫兹(Hz)。
需要注意的是,在计算次级电流之前,开关器件的占空比必须是已知的,可以根据具体设计要求确定。
此外,反激变压器的次级电感和开关频率也是设计中需要确定的参数。
以上公式是在连续导通模式下使用的,如果反激变压器处于不连续导通模式(DCM)下,计算公式将有所区别。
在实际设计中,还应考虑到各种损耗和电源的稳定性,进行综合分析和优化。
总之,反激变压器CCM 模式次级电流的计算公式是基于输入电压、输出电压、开关器件的占空比、次级电感以及开关频率的关系。
通过正确使用这个公式,可以在设计中准确计算反激变压器的次级电流,从而满足电路的要求。
最新反激式开关变压器的通俗讲解及实例计算

反激式开关变压器的通俗讲解及实例计算反激式开关变压器的通俗讲解及实例计算咱先看下在理想情况下的VDS波形上面说的是指变压器和开关都是理想工作状态!从图上可以看出Vds是由VIN和VF组成,VIN大家可以理解是输入电压,那VF呢?这里我们引出一个反激的重要参数:反射电压即VF,指次级输出电压按照初次级的砸比反射到初级的电压。
可以用公式表示为VF=VOUT/(NS/NP),(因分析的是理想情况,这里我们忽略了整流管的管压降,实际是要考虑进去的)式中VF为反射电压;VOUT为输出电压;NS为次级匝数;NP为初级匝数。
比如,一个反激变换器的匝比为NP:NS=6:1,输出电压为12V,那么可以求出反射电压VF=12/(1/6)=72V。
上边是一个连续模式(CCM模式)的理想工作波形。
下面咱在看一个非连续模式(DCM模式)的理想工作波形从图上可以看出DCM的Vds也是由VIN和VF组成,只不过有一段时间VF为0,这段时候是初级电流降为0,次级电流也降为0。
那么到底反激变化器怎么区分是工作在连续模式(CCM)还是非连续模式(DCM)?是看初级电感电流是否降到0为分界点吗,NO,反激变换器的CCM和DCM分界点不是按照初级电感电流是否到0来分界的,而是根据初次级的电流是否到0来分界的。
如图所示从图上可以看出只要初级电流和次级电流不同时为零,就是连续模式(CCM);只要初级电流和次级电流同时为零,便是不连续模式(DCM);介于这俩之间的是过度模式,也叫临界模式(CRM)。
以上说的都是理想情况,但实际应用中变压器是存在漏感的(漏感的能量是不会耦合到次级的),MOS管也不是理想的开关,还有PCB板的布局及走线带来的杂散电感,使得MOS的Vds波形往往大于VIN+VF。
类似于下图这个图是一个48V输入的反激电源。
从图上看到MOS的Vds有个很大的尖峰,我用的200V的MOS,尖峰到了196了。
这是尖峰是由于漏感造成的,上边说到漏感的能量不能耦合到次级,那么MOS关断的时候,漏感电流也不能突变,所以会产生个很高的感应电动势,因无法耦合到次级,会产生个很高的电压尖峰,可能会超过MOS的耐压值而损坏MOS管,所以我们实际使用时会在初级加一个RCD吸收电路,把尖峰尽可能的吸到最低值,来确保MOS管工作在安全电压。
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式

反激变压器ccm模式次级电流计算公式摘要:一、反激变压器简介二、CCM模式概述三、次级电流计算公式推导四、次级电流计算实例五、结论与实用建议正文:一、反激变压器简介反激变压器(Flyback Transformer)是一种广泛应用于开关电源、逆变器等电子设备中的重要元件。
它主要由磁芯、线圈和绕组组成,能在输入电压和输出电压之间实现能量传递。
在反激变压器中,次级电流是非常重要的参数,因为它直接影响到输出电压的稳定性和负载设备的性能。
二、CCM模式概述CCM(Current Conduction Mode)模式是指在开关电源工作过程中,次级电流在半个周期内持续导通的一种工作模式。
在这种模式下,次级电流的平均值等于输入电压与负载电阻之比。
CCM模式下的反激变压器具有较高的效率和较小的体积,因此在很多应用场景中备受青睐。
三、次级电流计算公式推导为了便于分析和计算,我们先假设以下条件:1.磁芯损耗忽略不计;2.绕组电阻和电感忽略不计;3.输入电压为正弦波形;4.开关频率足够高,使得次级电流与输入电压的相位差可以忽略。
根据基尔霍夫电压定律,我们可以得到次级电压与次级电流的关系:V2 = L × di/dt + R × i其中,V2为次级电压,L为次级电感,di/dt为次级电流的变化率,R为次级电阻。
由于次级电流在整个周期内持续导通,我们可以将次级电流表示为:i = Iavg + Δi其中,Iavg为次级电流的平均值,Δi为次级电流的波动成分。
将上式代入V2的表达式,得到:V2 = L × (di/dt + Δi) + R × (Iavg + Δi)根据输入电压与次级电压的相位关系,我们可以得到:di/dt = -D × V1其中,D为开关占空比,V1为输入电压。
将上式代入V2的表达式,得到:V2 = L × (-D × V1 + Δi) + R × (Iavg + Δi)四、次级电流计算实例假设我们有一个反激变压器,其参数如下:- 输入电压:V1 = 12V- 输出电压:V2 = 5V- 开关占空比:D = 0.6- 次级电感:L = 10uH- 次级电阻:R = 0.1Ω根据上述公式,我们可以计算次级电流的平均值:Iavg = V2 / (L + R) = 5V / (10uH + 0.1Ω) = 500A同时,我们可以计算次级电流的波动成分:Δi = -D × V1 = -0.6 × 12V = -7.2A因此,次级电流的有效值:Ieff = Iavg + Δi = 500A - 7.2A = 492.8A五、结论与实用建议本文详细介绍了反激变压器CCM模式下次级电流的计算方法。
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式

反激变压器ccm模式次级电流计算公式摘要:1.反激变压器简介M 模式下反激变压器的设计步骤3.计算变压器初级与次级匝数比M 模式反激变压器的电流计算公式5.实例分析正文:一、反激变压器简介反激变压器是一种用于变换交流电压的电子元件,其工作原理是利用磁场感应原理,通过变换线圈的匝数比例来实现输入电压与输出电压的变换。
反激变压器广泛应用于各种电子设备中,如电源适配器、充电器等。
二、CCM 模式下反激变压器的设计步骤1.确定电源规格:输入电压范围、输出电压与负载电流等。
2.工作频率和最大占空比:根据实际需求设定,以确保变压器的效率和性能。
3.计算变压器初级与次级匝数比:根据输入输出电压比例和变压器效率,合理选择初级与次级线圈的匝数。
三、计算变压器初级与次级匝数比在CCM 模式下,变压器的初级与次级匝数比可以通过以下公式计算:(np/nsn)= V1/V2 * (fo/f2) * (1/η)其中,n 为匝数比,V1 和V2 分别为输入和输出电压,fo 和f2 分别为工作频率和最大占空比,η为变压器效率。
四、CCM 模式反激变压器的电流计算公式在CCM 模式下,反激变压器的次级电流计算公式为:I2 = I1 * (V1/V2) * (f2/fo)其中,I1 和I2 分别为初级和次级电流,V1 和V2 分别为输入和输出电压,fo 和f2 分别为工作频率和最大占空比。
五、实例分析假设输入电压范围为120-265Vac,输出电压分别为125V、27.5V、31.6V 和48V,负载电流分别为0.6A。
工作频率为50kHz,最大占空比为0.45。
变压器效率为90%。
根据以上参数,可计算得到初级与次级匝数比为1:20。
ccm模式反激变压器计算

ccm模式反激变压器计算CCM模式反激变压器是一种常见的电力电子变压器,也被广泛应用于电力系统中。
它的设计和计算对于保证电力传输的稳定性和高效性具有重要意义。
本文将介绍CCM模式反激变压器的基本原理和计算方法。
我们来了解一下CCM模式反激变压器的基本原理。
CCM模式,即连续导通模式(Continuous Conduction Mode),是指变压器的磁场在整个工作周期内都保持连续导通的状态。
而反激变压器则是指在工作过程中,变压器的磁场能量会周期性地被释放和吸收。
CCM模式反激变压器通过合理控制开关管的通断时间,实现电能的高效转换。
在计算CCM模式反激变压器的参数时,首先需要确定变压器的额定功率和输入输出电压。
额定功率是指变压器在设计工作条件下所能承载的最大功率。
输入输出电压则是指变压器的输入端和输出端的电压。
根据这些参数,可以进一步计算出变压器的额定电流和额定频率。
接下来,我们需要计算变压器的变比和匝数。
变比是指输入电压与输出电压之间的比值,可以根据输入输出电压的值来计算。
匝数则是指变压器的输入线圈和输出线圈的匝数,可以通过变比和输入线圈的匝数来计算。
在计算变压器的匝数时,需要注意线圈的绕组方式和磁芯的材料。
绕组方式有串联和并联两种,根据实际情况选择合适的绕组方式。
而磁芯的材料则会影响变压器的磁导率和损耗,需要选择合适的材料来提高变压器的效率。
还需要计算变压器的损耗和效率。
损耗是指变压器在工作过程中由于电阻、涡流和剩磁等因素引起的能量损失。
效率则是指变压器输出功率与输入功率之间的比值,可以通过计算损耗和输出功率来得到。
在计算过程中,需要考虑变压器的额定工作条件和安全系数。
额定工作条件是指变压器在设计工作条件下所能承受的最大电流和温度。
安全系数是指在设计过程中考虑到不确定因素所设置的保护值,通常为额定值的1.2倍。
CCM模式反激变压器的计算涉及到额定功率、输入输出电压、变比、匝数、损耗和效率等参数。
CCM模式反激变压器的设计
CCM连续电流模式反激变压器的设计一. 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).当Q1导通,T1之初级线圈渐渐地会有初级电流流过,能量就会储存在其中.由于变压器初级与次级侧之线圈极性是相反的,因此二极管D1不会导通,输出功率则由Co来提供.此时变压器相当于一个串联电感Lp,初级线圈电流Ip可以表示为:Vdc=Lp*dip/dt此时变压器磁芯之磁通密度会从剩磁Br增加到工作峰值Bw.3.当Q1截止时, 其等效电路如图三(a)及在截止时次级电流波形,磁化曲线如图三(b).当Q1截止时,变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为∆B并没有相对的改变.当∆B向负的方向改变时(即从Bw降低到Br),在变压器所有线圈之电压极性将会反转,并使D1导通,也就是说储存在变压器中的能量会经D1,传递到Co 和负载上.此时次级线圈两端电压为:Vs(t)=Vo+Vf (Vf为二极管D1的压降).次级线圈电流:Lp=(Np/Ns)2*Ls (Ls为次级线圈电感量)由于变压器能量没有完全转移,在下一次导通时,还有能量储存在变压器中,次级电流并没有降低到0值,因此称为连续电流模式或不完全能量传递模式(CCM).三.CCM模式下反激变压器设计的步骤1. 确定电源规格.1..输入电压范围Vin=85—265Vac;2..输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A;3..变压器的效率ŋ=0.902. 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=4.5usToff=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]=13.644. 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+V f)*I01*120%=6*10*1.2=72W+12V输出功率Pout2=(V02+V f)*I02=13*1=13W变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W如图四, 设Ip2=k*Ip1, 取k=0.41/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ŋIp1=2*Pout/[ŋ(1+k)*Vin(min)*Dmax]=2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45]=3.00AIp2=0.4*Ip1=1.20A5. 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]=250uH6.变压器铁芯的选择.根据式子Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*ŋ],其中:Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85WKo(窗口的铜填充系数)=0.4Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体),变压器磁通密度Bm=1500 Gsj(电流密度): j=5A/mm2;Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]=0.157cm4考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:EER2834S铁氧体磁芯的有效截面积Ae=0.854cm2它的窗口面积Aw=148mm2=1.48cm2EER2834S的功率容量乘积为Ap =Ae*Aw=1.48*0.854=1.264cm4 >0.157cm4故选择EER2834S铁氧体磁芯.7.变压器初级匝数及气隙长度的计算.1).由Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm],得:Np=250*(3.00-1.20)/[85.4*0.15] =35.12 取Np=36由Lp=uo*ur*Np2*Ae/lg,得:气隙长度lg=uo*ur*Ae*Np2/Lp=4*3.14*10-7*1*85.4mm2*362/(250.0*10-3mH)=0.556mm 取lg=0.6mm2). 当+5V限流输出,Ip为最大时(Ip=Ip1=3.00A),检查Bmax.Bmax=Lp*Ip/[Ae*Np]=250*10-6*3.00/[85.4 mm2*36]=0.2440T=2440Gs <3000Gs因此变压器磁芯选择通过.8. 变压器次级匝数的计算.Ns1(5v)=Np/n=36/13.64=2.64 取Ns1=3Ns2(12v)=(12+1)* Ns1/(5+1)=6.50 取Ns2=7故初次级实际匝比:n=36/3=129.重新核算验证占空比Dmax和Dmin.1).当输入电压为最低时: Vin(min)=100Vdc.由Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n,得:Dmax=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(min)]=6*12/[6*12+100]=0.4182).当输入电压为最高时: Vin(max)=265*1.414=374.7Vdc.Dmin=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(max)]=6*12.00/[6*12.00+374.7]=0.1610. 重新核算验证变压器初级电流的峰值Ip和有效值Ip(rms).1).在输入电压为最低Vin(min)和占空比为Dmax条件下,计算Ip值和K值.(如图五)设Ip2=k*Ip1.实际输出功率Pout'=6*10+13*1=73W1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout'/ŋ(1)K=1-[Vin(min)* Ton(max)]/(Ip1*Lp) (2)由(1)(2)得:Ip1=1/2*{2*Pout'*T/[ŋ* Vin(min)*Ton(max)]+Vin(min)* Ton(max)/Lp}=0.5*{2*73*10/[0.90*100*4.18]+100*4.18/250.0}=2.78AK=1-100*4.18/[2.78*250]=0.40Ip2=k*Ip1=2.78*0.40=1.11A2).初级电流有效值Ip(rms)=[Ton/(3T)*(Ip12+Ip22+Ip1*Ip2)]1/2=[0.418/3*(2.782+1.112+2.78*1.11)] 1/2=1.30A11. 次级线圈的峰值电流和有效值电流计算:当开关管截止时, 变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为∆B并没有相对的改变.因此开关管截止时,初级峰值电流与匝数的乘积等于次级各绕组匝数与峰值电流乘积之和(Np*Ip=Ns1*Is1p+Ns2*Is2p).由于多路输出的次级电流波形是随各组负载电流的不同而不同, 因而次级电流的有效值也不同.然而次级负载电流小的回路电流波形,在连续时接近梯形波,在不连续时接近三角波,因此为了计算方便,可以先计算负载电流小的回路电流有效值.1).首先假设+12V输出回路次级线圈的电流波形为连续,电流波形如下(图一):1/2*[Is2p +Is2b]*toff/T=I02(3)Ls1*[Is2p–Is2b]/toff=V02+Vf (4)Ls2/Lp=(Ns2/Np)2(5)由(3)(4)(5)式得:Is2p=1/2*{2*I02/[1-D]+[V02+Vf]*[1-D]*T*Np2/[Ns22*Lp]}=0.5*{2*1/[1-0.418]+[12+1]*[1-0.418]*10*362/[72*250]}=5.72AIs2b =I01/[1-D]-1/2*[V01+Vf]*[1-D]*Np2/[Ns22*Lp]=1/0.582-0.5*13*0.582*10*362/[72*250]=-2.28A <0因此假设不成立.则+12V输出回路次级线圈的电流波形为不连续, 电流波形如上(图七).令+12V整流管导通时间为t’.将Is2b=0代入(3)(4)(5)式得:1/2*Is2p*t’/T=I02(6)Ls1*Is2p/t’=V02+Vf (7)Ls2/Lp=(Ns2/Np)2(8)由(6)(7)(8)式得:Is2p={(V02+Vf)*2*I02*T*Np2/[Lp*Ns22]}1/2={2*1*[12+1]*10*362/[72*250]} 1/2=5.24At’=2*I02*T/ Is2p=2*1*10/5.24=3.817us2).+12V输出回路次级线圈的有效值电流:Is2(rms)= [t’/(3T)]1/2*Is2p=[3.817/3*10] 1/2*5.24=1.87A3).+5v输出回路次级线圈的有效值电流计算:Is1rms= Is2(rms)*I01/I02=1.87*10/1=18.7A12.变压器初级线圈和次级线圈的线径计算.1).导线横截面积:前面已提到,取电流密度j=5A/mm2变压器初级线圈:导线截面积= Ip(rms)/j=1.3A/5A/mm2=0.26mm2变压器次级线圈:(+5V)导线截面积= Is1(rms)/j=18.7A/5A/mm2=3.74 mm2(+12V)导线截面积= Is2(rms)/j=1.87A/5A/mm2=0.374mm22).线径及根数的选取.考虑导线的趋肤效应,因此导线的线径建议不超过穿透厚度的2倍.穿透厚度=66.1*k/(f)1/2k为材质常数,Cu在20℃时k=1.=66.1/(100*103)1/2=0.20因此导线的线径不要超过0.40mm.由于EER2834S骨架宽度为22mm,除去6.0mm的挡墙宽度,仅剩下16.0mm的线包宽度.因此所选线径必须满足每层线圈刚好绕满.3).变压器初级线圈线径:线圈根数=0.26*4/[0.4*0.4*3.14]=0.26/0.1256=2取Φ0.40*2根并绕18圈,分两层串联绕线.4).变压器次级线圈线径:+5V: 线圈根数=3.74/0.1256=30取Φ0.40*10根并绕3圈, 分三层并联绕线.+12V: 线圈根数=0.374/0.1256=3取Φ0.40*1根并绕7圈, 分三层并联绕线.5).变压器绕线结构及工艺.为了减小变压器的漏感,建议采取三文治绕法,而且采取该绕法的电源EMI性能比较好.四.结论.由于连续模式下电流峰值比不连续模式下小,开关管的开关损耗较小,因此在功率稍大的反激变换器中均采用连续模式,且电源的效率比较高.由于反激式变压器的设计是反激变换器的设计重点,也是设计难点,如果参数不合理,则会直接影响到整个变换器的性能,严重者会造成磁芯饱和而损害开关管,因此在设计反激变压器时应小心谨慎,而且变压器的参数需要经过反复试验才能达到最佳.。
CCM反激变压器计算
Q1
Q1 时( Bw
时,
压 Br), 压 .
(Ampere-Turns NI) 线 压
, 转,
为∆B D1导 ,
对 说储
.
∆B 压
负
D1,传 时 级线
Co 级线 :
负载
压为:Vs(t)=Vo+Vf (Vf为
D1
压
).
Lp=(Np/Ns)2*Ls (Ls为 压 连续 转 传 ,
级线 导 (CCM). 时,还
Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm],
Np=250*(3.00-1.20)/[85.4*0.15] =35.12 Lp=uo*ur*Np2*Ae/lg, :
lg=uo*ur*Ae*Np2/Lp =4*3.14*10-7*1*85.4mm2*362/(250.0*10-3mH) =0.556mm 2). +5V lg=0.6mm ,Ip为 时(Ip=Ip1=3.00A),检 Bmax.
=2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45]=3A Ip2=0.4*Ip1=1.20A
5.
压
级
计 :
.
Vdc=Lp*dip/dt,
Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6. 压 选择. Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*ŋ], Pt( Ko( Kc( 压 j( 压 标 )= Pout=85W )=0.4 )=1(对 Bm=1500 Gs ): j=5A/mm2; ), :
(3) (4) (5)
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反激变压器的详细公式的计算
反激变压器的详细公式的计算反激变压器(即自耦变压器)是一种常见的电力传输设备,用于变换交流电压和电流。
它由一个共享磁场的原/辅助线圈组成,通过互感作用将电能从原线圈传递到辅助线圈。
在本文中,我们将详细介绍反激变压器的计算公式。
反激变压器的核心参数是变比n和耦合系数k。
变比n定义了原线圈和辅助线圈之间的匝数比,它是辅助线圈匝数与原线圈匝数的比值。
耦合系数k定义了原线圈和辅助线圈之间的耦合程度,它可以是0到1之间的任何实数。
当k=1时,变压器的耦合最好,当k=0时,变压器的耦合最差。
以下是反激变压器的详细计算公式:1.辅助线圈的电压(Va)和原线圈的电压(Vp)之间的关系:Va=n*Vp其中,Va是辅助线圈的电压,Vp是原线圈的电压,n是变比。
2.辅助线圈的电流(Ia)和原线圈的电流(Ip)之间的关系:Ia=(1-k)*Ip其中,Ia是辅助线圈的电流,Ip是原线圈的电流,k是耦合系数。
3.辅助线圈的功率损耗(Pa)和原线圈的功率损耗(Pp)之间的关系:Pa=(1-k^2)*Pp其中,Pa是辅助线圈的功率损耗,Pp是原线圈的功率损耗,k是耦合系数。
4.反激变压器的能量传输效率(η):η=(1-k^2)*100%其中,η是变压器的能量传输效率,k是耦合系数。
5.辅助线圈电流的反向保护电阻(Rb):Rb=(Va-Vp)/Ia其中,Rb是辅助线圈电流的反向保护电阻,Va是辅助线圈的电压,Vp是原线圈的电压,Ia是辅助线圈的电流。
这些公式可以用于计算反激变压器的各种参数和性能。
在实际应用中,我们可以根据需要调整变比和耦合系数,以满足特定的电路要求。
需要注意的是,这里介绍的公式是基于理想互感器模型的。
在实际变压器中,存在一些实际因素,如电阻、电感和互感损耗等,会对反激变压器的性能产生影响。
因此,在实际应用中,我们还需要考虑这些实际因素,并进行相应的修正和补偿。
总而言之,反激变压器是一种重要的电力传输设备,可以通过变比和耦合系数来调节电压和电流。
反激变压器计算实例
技术要求:输入电压Vin:90-253Vac输出电压Vo:27.6V输出电流Io:6A输出功率Po:166W效率η:0.85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V,则从上图可以得到:Vpk=90*1.414=127VVmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk-Vmin)V。
Idc*T3=C*△V其中:△V=Vpk-Vmin=127-103=24V关键部分在T3的计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS,T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8/24=0.57mF=570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥0.32T1)DCM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择0.48,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),从而计算反射电压为Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=3.32 Vf 为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数 Ns=Np/n=6.32,选择7匝,则原边匝数调整为 Np=3.32*7=23匝计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照20-27.6V 设计,要求在20V 输出下辅助绕组能正常供电,所以,辅助绕组选择4匝。
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最低输入电压Vs100
输出电压Vo12
输出电流Io1
估算效率η0.85
输入功率Pi14.11764706
工作频率f65000
选定反射电压Vor80
最大占空比D0.444444444
输入电流平均值Iavp0.141176471
选定电流波峰比Krp0.7
输入电流峰值Ipp0.488687783
输入电流有效值Irmsp0.221761931
最大导通时间Ton 6.83761E-06
预选工作B值Bset0.235
选定磁芯型号
磁芯截面积Se(mm^2)51.80.0000518
磁路长度M0.057
相对导磁率2300
计算原边匝数Np56.17026894
选取原边匝数Np5656
选取载流密度Density(4~10A/mm^2)5
计算导线截面积Sw0.044352386
单股导线线径0.237636723
双股导线线径0.168034538
三股导线线径0.137199626
四股导线线径0.118818362
N股导线线径50.106274373
输出整流管压降Vfo0.6
次级匝数Nss8.82
选取次级匝数Ns99
重新核定反射电压Vora78.4
重新核定最大占空比Da0.439461883
重新核定最大导通时间Tona 6.76095E-06
重新核定输入电流峰值Ippa0.494228461
计算输出电流峰值Ips 3.07519931 2.744615计算输出电流有效值Irmss 1.567193481
计算次级导线截面积0.313438696
单股导线线径0.631729802
双股导线线径0.446700427
三股导线线径0.364729371
四股导线线径0.315864901
N股导线线径50.282518156
反馈整流管压降Vfb0.6
反馈电压Vb13
反馈绕组匝数Nb9.714285714
计算初级电感量Lp0.001954259
验算磁芯B值Bmax0.332959974
气隙长度M7.96734E-05
气隙长度mm0.079673445
电感系数"nH"623.169244。