正激式变换器的参数设计及研究
单端正激式变换器电路设计.

单端正激式变换器电路设计
如图所示,当开关管V1导通时,输入电压Uin全部加到变换器初级线圈W1'两端,去磁线圈W1''上产生的感应电压使二极管V2截止,而次级线圈W2上感应的电压使V3导通,并将输入电流的能量传送给电感Lo和电容C及负载;与此同时在变压器中建立起磁化电流,当V1截止时,V3截止,Lo上的电压极性反转并通过续流二极管V4继续向负载供电,变压器中的磁化电流则通过W1''、V2向输入电源Uin释放而去磁;W1''具有钳位作用,其上的电压等于输入电压Uin,在V1再次导通之前,T中的去磁电流必须释放到零,即T中的磁通必须复位,否则,变压器T将发生饱和导至V1损坏。
通常W1'=W1'',采用双线并绕耦合方式的占空比<0.5,否则T将饱和。
单端正激式变换器波形如下图所示。
正激式变换器的原理

正激式变换器的原理
正激式变换器是一种电力变换装置,其原理基于断续开关电路的操作方式。
其核心组成部分包括输入电压源、开关器件、功率变压器、输出电路等。
正激式变换器的原理是通过开关器件(通常是晶体管或MOSFET)以高频率进行开关操作,将输入电压源的直流电压通过功率变压器进行翻倍、降压或升压等电压变换,从而实现电力的转换。
开关器件的开关操作是控制性能的关键,通过控制开关器件的导通和关断时间,可以调节输出电压的大小。
正激式变换器的工作周期分为导通和关断两个阶段。
在导通阶段,开关器件处于导通状态,输入电源的电压通过功率变压器传输到输出电路,从而实现能量的传输。
而在关断阶段,开关器件被关闭,并且输出电路中的能量被释放,从而实现能量的转换和控制。
正激式变换器的优点是效率高、功率密度大,并且可以实现较高的电压和电流的变换。
它在电力变换和电力传输领域得到广泛应用,如电力逆变器、电源变换器、电动机驱动器等。
有源钳位正激变换器的分析与设计

有源钳位正激变换器的分析与设计电气持动1999年第1期有源钳位正激变换器的分析与设计南京航空航天大学陈道炼严仰光,,——一——————一T}2Ll,摘要:丰文论述了有源钳位正融变换器的原理与设计利用有源钳位电路宴现功率变压器对称磁复位.部分磁化能量用来对功率开关寄生电蒋放电到零,宴现零电压开关.有谅钳位技术增强了正激变换器性能实验证宴了理论分析的正确性关键词:毛器量皇茎苎登堂堡瓣AnalysisandDesignofanActiveClampedForwardConverter ChenDaolianYahYangguangAbstract:Theanalysisanddesign.fanactireclampedforwardcoHverterIspresentedinthispa perByulganactiveclampedcircuit1thepowertrans,"ormerisymmetricallymagneticreseted.andapar tofmagnetizingen—ergyisusedtodischarge:heparasiticcapachan.eofthepowerwitchtozeiardertOobtainzer.vo ltageswitchAclireclampedtechra[quec-nbancestorwardC0nverteperformanceandthetheorica lanalysisisverifiedbythee~perJmentalresultKeywords~rwardCo.vett~r…voltageswitchactiveclamped1概述由于正激DC/DC变换器具有电路拓扑简单,输入输出电气隔离.电压升,降范围宽,易于多路输出等优点,因此被广泛应用于中小功率电源变换场合然而,正激变换器的一个固有缺点是需要附加电路实现变压器磁复位采用磁复位绕组正激变换器--的优点是技术成熟可靠.磁化能量无损地回馈到直流电网中去.但附加的磁复位绕组使变压器结构复杂化.变压器漏感引起的关断电压尖峰需要RC缓冲电路来抑制,占空比d<0.5,功率开关承受的电压应力与输入电源电压成正比.RCD钳拉正激变换器的优点是磁复位电路简单,占空比d可以大于0.5,功率开关承受电压应力较低.但大部分磁化能量消耗在钳位电阻中,因此它一般适用于变换效率不高且价廉的电源变换场台.无损LCD缓冲网络正激变换器¨j的优点是磁化能量无损地回馈到电网中,占空比d>0.5当开关频率太于30kHz时,过大的LC谐振电流增加了功率开关的导通损耗,因而通常应用+本文为航空基础科学基金,较自进课题资助项目研究内容30在开关频率为20kHz的场合采用有源钳位支路实现正激变换器变压器磁复位,比上述3种传统的方法优越,主辅开关均可实现零电压通断,这是零电压转换ZVT—PWM技术在正激变换器中的具体应用.本文将详细论述这种变换器的工作原理和设计要点2工作原理在传统正激变换器电路拓扑基础上,增加由钳位开关Sc与钳位电容Cc串联构成的有源钳位支路,便得到了有源钳位正激变换器,如图l所示.钳位开关Sc与主功率开关S的驱动信号互补.由变压器原边绕组伏秒积平衡原理可知,图1a电路钳位电压为式中d——占空比式(1)与Flyback变换器相似,称之为单端反激式Flybaek钳位(简称Flyback钳位).圈lb电路钳位电压为电气传动1999年第1期1bJ囤1有潍钳位正敲变换器(&)F[yback钳位<b)Boost钳位1U=U.(2)』I^式(2)与Boost变换器相似,称之为升压式Boost 钳位(简称Boost钳位).这两种钳位电路工作原理基本相同,只是回馈到输人电源中的电流谐波不同.本文以Flyback钳位电路为研究对象,其研究结论同样适用于Boost钳位电路.假设输出滤波电感L和钳位电容C足够大.因此可将其分别作为电流源和电压源处理,简化电路及其原理波形如图2所示(L为变压器磁化电感).每个PWM周期可分为7个区间,每个区间等效电路如图3a~g所示7个区间的电路变化过程叙述如下.to~l:t.时刻,S开通,Dl导通,D2截止,如图3a所示.t.~t:t时刻,S关断,负载折算到原边的电流』./Ⅳ对Cs充电,如图3b所示.t2~:t£时刻.U上升到『,,Dl关断,D2开通,L上能量对Cs充电即二者谐振,使Ud上升, 如图3c所示.t~:t时刻,U上升到钳位电压U与fJT.之和,Dc开通,设开关频率,s>>1/(2n _——,/LC,),即钳位电压U基本不变,如图3d所示. t~£::t时刻,磁化电流i为零,随后i变负,钳位开关Sc导通,Sc实现了零电压ZVS开通,如图3e所示.t=~t6:ts时刻,Sc关断…I.与C开始谐振,C以负值磁化电流放电,能量回馈到电网及转移到工中.如图3f所示.t6~(c):tB时刻,U下降到.D开通.D.与D共同导通期间为i在副边续流提供了路径,t时刻S再次开通,开始另一PWM周期,如图3g所示.欲获得功率开关S的ZVS开通,可用两种方法实现一种方法是变压器铁心加气晾,降低L增大磁化电流,当Sc在t时刻关断的磁化电流大于负载折算电流/N,则这两个电流的差值将使得C在t时刻之后继续放电.或者说磁化电流除了支持输出电流之外.剩余电流将用来使C放电,即将C上电荷抽尽.这种方法消除了功率开关S的容性开通损耗,但却增加了变压器铁损.另一种方法是在副边整流二极管D.中串联一饱和电抗器,延缓D.的开通时刻,即饱和电抗器暂时将变压器和负载断开.整个磁化电流将全部用来对C放电,但高频时饱和电抗器损耗较大fh)圉2简化电路丑其原理波形(a)简化电路(b)原理渡形3lⅢ电气持动1999年第1期图3每十等效电路f),~ifb"f~fJ~(d)~f)~ffJ,~6(g)~3关键参数设计3.1功率变压器设计接通电源,经历若干PWM周期后.钳位电容自动充电到某一稳态值U=u,它可保证铁心双向对称磁化任何铁心双向不对称磁化因素都会导致£值适度的变化,从而迫使铁心双向对称磁化.设图2b中磁化电流渡形双向不对称, 即,的正向最大值太于负向最大值,则C的充电能量大于放电能量,因而十一/L十一i下降速率十一迫使.(即磁通)双向对称.有源钳位正激变换器的这一特点具有显着优点,克服了传统正激变换器变压器铁心利用率低的缺点, 进一步增强了正激变换器性能和工程应用价值, 较全桥,推挽变换器(存在单向偏磁现象)要优越得多.它同半桥变换器相似,具有抗磁不平衡能力,其根本原因是钳位电压或者说功率开关漏极电位具有浮动特陛.变压器原边绕组匝数为,'N一素等×10'(3)式中B一一铁心工作磁密S——铁心截面积t——功率开关导通时间由式(3)可知,绕组匝数是传统的复位绕组RCD正激变换器的一半,降低了铜损32占空比d设计功率开关S的电压应力为Ud,--U一一㈥32式中Ⅳ——变压器匝比变换器输出电压在相同的Ⅳ,U.下,当输^电源电压F增大时,占空比d减小,功率开关S电压应力变化不大.如图4所示.一般选取一一o75.该特点(可夫于0.5,但变化不大)使得它很适用于宽输入电源电压场合.例如,航空静止变流器输八电压U.一18~32V,选取有源钳位正激变换器作为DC/DC变换级最台适图4功翠开关电压应与占空比美系3.3钳位电容C设计钳位电容C值由钳位电压纹波3U:决定c越大.越小,功率开关S电压应力越小.但对电源电压或负载变化时的变换器状态响应速度也变慢设△:<<U,则在(1一d)丁区问内变压器磁化电流(钳位电容电流)近似按恒定斜率u./三下降,如图2b所示.由图2b可知,钳位电容电压纹波为1一Idt—I(1d)7';儿4C1()cJ式(5)中,J为t--t时磁化电流值.稳态时i即i的下降斜率为/L一J/寺(1一d)丁](6)由式(5),(6)可知,,/U为电气传动1999年第l期((=(1一d):T:/(8L(,1(7)由式c4)町知.功率开关电压应力纹渡己d,一.3U,因此虬一等=㈤按照d—d…最坏情况设计,取儿≤l0%或≤10%.3,4功率,钳位开关驱动延迟时间设计图2b原理波形示出r功率开关S与钳位开关S驱动信号延迟时间f:,合理没计r.与r:是实现有_碌钳位正激变换器的关键问题之一延迟时间过大.影响有效占空比延迟时间过小,满足不了要求S关断与S开通的时问间隔为r!≥一=2r,√L…C4(9)式(9)为l,C谐振电路的14谐振周期S关断与S开通的时间问隔为f一.<r<--t若忽略2一l,则3一l≈一t2='一.因此可得2ⅡLH<r<(i—d)71/!(10)式(9),式(10)按最坏情况(U.d—d…一U一)来调节RC延迟电路参数4实验航空静止变流器采用DC仁K二变换器和DC AC逆变器两级级联的电路拓扑结构DC/DC变换器将输入电压U.=18~32V,升高到稳定的l90VDC,仁K二AC逆变器再将190VDC逆变成115V400HzACDC/DC变换器,DC/AC逆变器各自构成闭环控制系统.考虑到输入电网电压变动范围大,且飞机交流用电负载与直流电网共地. 因而选用具有电气隔离且眭能优良的有源钳位正激变换器作为DC/DC变换级按上述理论设计的有源钳位正激变换器参数如下功率P.一100w,输A电源电压U.一18~32V.输出电压U一190V.开关频率一100 kHz.最大占宅比d一0.75.钳位电容c=60nF,延迟时间rl取600ns,r2取470ns原理实验测得不同输出功率时变换效率如图5所示l习j有源钳位正馓耍挽器教军曲线5结论本文论述了,有源钳位正激变换器的原理与设计,得出了如下结论(1)有_碌钳位正激变换器变压器铁心工作在双向对称磁化状态,提高了铁心利用率,减小了体积与重量.占空比>0,5.进一步增强lr其性能和工程实用价值,适用于宽输A电源电压场合. (2)有源钳位正激变换器实质E是零电压转换PWM变换器,兼有谐振技术与传统PwM技术两者之优点(3)提供r钳位电容C,驱动信号延迟时间r,r:等关键电路参数与其它参数间的定量关系(4)实验证实了有源钳位正激变换器具有优良的性能.参考文献11遭密电电于技术.航空工业出社1992:213~2142陈道炼RCD钳位正激变拽器的分析研究南京航空航元大学,1997(2):231~2353洗冬珍等.LCD无垌吸收网络的应用研究电力电子技术. 1995t4)35~:184LeuCSetⅡ,.ComparisonofForwardFopologieswirhV ari …ResetSchemes,VPECSeminarproceedings1991101~1n§藕百1丽丽i(上接第21页)KrausePC.Analy~isofElectricMachlnery.NewY ork:Mc G…Hi】l,1986jKane]lakopou[osI.KokorovicPVMarinoRAnExtended DlteetSchemefoiRobustAdaptlveNonlinearComro[.Auto一tca.1991.27(2)247~2j55MarinoRAnExample.fANonlinearRegula1.r1EEE T…sAutom,Contr,l984,29(3):276~2797MarinaR—PeresadaS.Va]igiPAdaptiveInput-outputLin- earizingControl.fInductionblotorsIEEETrans.AutomContr19§3,38(2):208~2218IsidoriANon]inearControlSystemsBetlinspringerV etlag19蚺9蔡自兴等译.应用非线性控制北京:国防工业出社, 199276~77面蓓百丽F而33。
交错并联双管正激变换器研究

本科毕业设计(论文)(交错并联双管正激变换器研究)***燕山大学2012年 6月本科毕业设计(论文)(交错并联双管正激变换研究)学院(系): ***专业: 08应用电子学生姓名: ***学号: ***指导教师: ***答辩日期:2012年6月17日燕山大学毕业设计(论文)任务书摘要摘要本文研究了交错并联双管正激变换器主电路拓扑的工作原理和平均电流控制方式。
工作原理部分分析了变换器中变压器的工作过程和无损吸收电路的工作原理。
控制方式部分建立了系统的控制模型,并根据控制模型对控制参数进行优化设计。
本文第一章讨论了具有隔离变压器的功率电路拓扑,根据讨论结果确定交错并联双管正激变换器作为选择方案;第二章交错并联双管正激变换器作了原理性分析;第三章完成了3KVA DC/DC电源模块的设计并给出试验结果;第四章建立了交错并联双管正激变换器平均电流控制方式的小信号模型,给出系统设计方法。
关键词交错并联;双管正激变换器;平均电流控制IAbstractAbstractIn this article the operation of Interleaving Two—Transistor Forward topology and Average Current—Mode Control are discussed.In the first part,the operation of transformer and of LC loseless snubber is analyzed.In the second part,the small signal model for the control scheme is developed.Then the model is used to optimize regulator’S parameters.Finally it is proved by experiment that this convener can be applied into industrial successfully.In the first chapter,the power circuits with isolation are discussed.Based on the above discussion Interleaving Two—Transistor Forward topology is chose.In the second chapter,the operation of Interleaving Two—Transistor Forward topology is analyzed.Chapter three presents the design procedure of a 3KV A DC /DC converter and experimental results.In the forth chapter,the small signal model of Interleaving Two—Transistor Forward under average current-mode control is developed.The design method is also given in this chapter.Keywords Interleaving Two-Transistor Forward average current-mode control目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.1.1 DC/DC变换器拓扑的选择 (1)1.1.2本文研究的主要内容 (5)1.1.3本章小结 (5)第2章交错并联双路双管正激变换器的工作原理分析 (6)2.1交错并联双管正激变换器的基本关系 (6)2.2交错并联双管正激变换器中变压器的磁化过程 (9)2.3电路特点分析 (14)2.4LC无损吸收电路的工作原理 (16)2.5对于带逆变器这种特殊负载的讨论 (17)2.6本章小结 (18)第3章交错并联双管正激变换器的参数设计 (20)3.1设计的技术指标 (20)3.2主电路设计 (20)3.3控制电路关键参数的设计 (24)3.4本章小结 (28)第4章平均电流控制的建模 (29)4.1状态空间平均法建立主电路拓扑的数学模型 (29)4.2控制电路数学模型的建立 (31)4.3本章小结 (33)第5章仿真 (34)5.1仿真的目的、意义及可信度 (34)5.2开环仿真及其结果分析 (34)5.3闭环仿真及其结果分析 (36)5.4本章小结 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (41)附录1 (42)附录2 (45)附录3 (47)附录4 (54)附录5 (59)第一章绪论第1章绪论1.1课题背景开关电源以其很多显著的优点正被越来越广泛的应用于国民生产的各个领域[11]。
正激式开关电源变压器参数的计算

正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算线路板(PCB)级的电磁兼容设计内置片内电阻的双路差动放大器实现精密ADC驱动器基于TPS759XX多片信号处理系统的电源设计深度解读:城市景观照明存在问题及设计要求LED 电视市场规模扩大企业呼唤统一标准LED与OLED齐头并进潜力同样巨大LED照明优势显而易见名副其实的“未来之光”
1-6-3-2.正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算主要从这几个方面来考虑。
一个是变压器初级线圈的匝数和伏秒容量,伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小;另一个是变压器初、次级线圈的匝数比,以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率。
关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析,这里只做比较简单的介绍。
1-6-3-2-1.正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算
图1-17中,当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两端,且变压器的所有次级线圈均开路时,流过变压器的电流只有励磁电流,变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流产生的。
当控制开关接通以后,励磁电流就会随时间增加而增加,变压器铁心中的磁通量也随时间增加而增加。
根据电磁感应定理:
e1 = L1di/dt = N1dф/dt = Ui —— K接通期间(1-92)
式中E1为变压器初级线圈产生的电动势,L1为变压器初级线圈的电感量,ф为变压器铁心中的磁通量,Ui为变压器初级线圈的输入电压。
其中磁通量ф还可以表示为:。
有源钳位正激变换器设计释心分享

第四部分
使用PSpice对主电路进行开环仿真研究
输出稳定时滤波电感电流的波形
14.57A 12.50A
10.00A
7.50A
2.4954ms 2.5000ms I(L1)
2.5100ms
2.5200ms
2.5300ms Time
2.5400ms
2.5500ms 2.556
输出电压和电流波形
主开关管和辅助开关管的驱动信号波形
开关模态3(T2-T3):DF续流阶段
Lo
Cc Vin
Lr
D2 Q2
Np Ns Lm
1:N
Q1 D1 Coss
QF DF Cossf
Co Vo
QR
DR
Cossr
T2时刻后,Coss电压升高于Vin Io由DR换流至DF,通过DF续流 Lm、Lr和Coss谐振 T3时刻,Coss充至Vin+Vc
开关模态4(T3-T4):Q2的零电压开通阶段
D2
D3
CR
S
当开关S闭合时,电源电压加在高频变压器原边绕组 N1上,建立起励磁磁通。只要磁心不饱和,副绕组 N2上就会感应电势
正激变换器磁复位的方法
• 多谐振复位技术 • RCD钳位技术 • 有源钳位技术 • ……
优缺点对比
优点
缺点
主开关管漏-源极电压应力达
多 谐 振 复 输入电流波形较为平滑,EMI 到 输 入 电 压 的 3—4 倍 ,
0.0380 Transfer function:
0.001216 s + 16 ----------------------------2.4e-008 s^2 + 2.4e-005 s + 1 >> num=[3.18e-4 1]; den=[2.64e-4 0]; Gc=tf(num,den); figure(2) bode(Gc); G=series(Gc,G0); figure(3) margin(G)
单端正激变换器电路解说
单端正激变换器電路解說★电路拓扑图2、电路原理其变压器T1起隔离和变压的作用,在输出端要加一个电感器Lo(续流电感)起能量的储存及传递作用,变压器初级需有复位绕组Nr(此点上我对一些参考书籍存疑,当然有是最好,实际应用中考虑到变压器脚位的问题)。
在实际使用中,我也发现此绕组也用RCD吸收电路取代亦可,如果芯片的辅助电源用反激供给则也可削去调整管的部分峰值电压(相当一部份复位绕组)。
输出回路需有一个整流二极管D1和一个续流二极管D2。
由于其变压器使用无气隙的磁芯,故其铜损较小,变压器温升较低。
并且其输出的纹波电压较小。
3、变压器计算一般来说高频变压器的设计可划分为以下六个步骤:a、选择磁芯材料和磁芯结构形式。
b、确定工作频率,工作最大磁感应强度Bm。
c、计算并初选磁芯型号。
d、计算并调整原、副边匝数。
e、计算并确定导线线径。
f、校核窗口面积和最大磁感应强度Bm。
现就这六个步骤来讨论单端正激式变压器的设计:★ 选择磁芯材料和磁芯结构形式高频变压器磁性材料选择的标准为高初始磁导率μi、低矫顽力Hc、高饱和磁感应强度Bs、低剩磁Br、高电阻率ρ和高居里温度点。
磁导率高,变压器工作时励磁电流就小;矫顽力低则磁滞损耗比较小;高饱和磁感应,低剩磁,变压器工作时磁通变化范围 B可以较大,相应减小了变压器体积;高电阻率,高频工作时涡流损耗比较小;高居里温度点,变压器工作温度可以相应提高,但以上各项要求不可能同时得到满足,不同的磁性材料存在其长处也必然存在不足,需视具体应用条件加以选择。
一次电源工作频率一般选择在60KHz~150KHz 之间,二次电源产品工作频率一般选择在100KHz~400KHz之间,在这个频率范围,宜选用Mn-Zn铁氧体材料,目前二次电源常用的铁氧体材料包括TDK的PC30-PC40,Magnetics的P 材料,PHILIP的3F3及899厂的R2KB2等。
磁芯结构形式的选择一是考虑能量传递,二是考虑几何尺寸的限制,三是考虑磁芯截面积和窗口面积的比例,多路输出变压器一般要求有较大的窗口面积,选择EE型、EI型或PQ 型磁芯,可具有较大的窗口和良好的散热性,DC/DC模块电源可选用FEY型、FEE型、EUI型等,铃流变压器要求磁芯截面积比较大,可选用GU形磁芯;此外还应考虑变压器的安装,加工方便性,成本等,目前中、大功率通常选用GU形磁芯,这种磁芯特点是有较大的截面积,漏磁很小,采用国产材料,成本低,但出线需手焊。
正激变换器磁性元件的设计
正激变换器磁性元件的设计正激变换器磁性元件除了变压器外,还有一个电感器,即扼流圈。
一般的资料上都是从变压器开始算起的,但本人认为应该从电感器开始算起比较好,这样比较明了,思维可以比较清楚。
因为正激变换器起源于BUCK变换器,而BUCK变换器,其功率的心脏是储能电感,因此,正激变换器的功率心脏是扼流圈,而不是变压器,变压器只有负责变电压,并没有其它的功能,功率传输靠得是电感。
当然一般书上从变压器算起,也未尝不可,但这样算,思路不是很明确,也不容易让读者理解。
下面我演示一下我的算法,希望对读者能有所帮助。
电感器的设计首先,以滤波电感为研究对象,进行研究。
在一个周期中,开关管开通的时候,滤波电感两端被加上一个电压,其电流不是突变的,而是线性的上升的,有公式I=V*TON/L,这几项分别表示电感电流的增量,输入电压,开通时间,电感量。
而这个电压是变压器副边放出的。
在开关管关断的时候,电感器以一个恒定的电压放电,其电流即会线性的下降,同样遵守这个公式,即I=V o*TOFF/L,一个周期中,放电电流等于充电电流,所以上两式相等,再用1-D代替TOFF,D代替TON,于是从上两式中得到V o=V*D。
画出电感两端的电压电流波形如下图。
电感两端电压电流波形上有电流波形,下为电压波形。
所以,我设计的第一步就是确定这个原边电流的波形。
第一步,确定电感充电电压值。
首先,确定开关管开通的时候,加在电感器两端的电压V,这个电压由设计者自己设定,选定这个电压后,最大占空比D即确定了。
第二步,设定电感电流的脉动值IR,不妨自己把电感电流的曲线图画出来,大概和上面的相似。
然后再选定一个脉动电流的值,即上升了的电流或是下降的电流的值。
因为输出功率和输出电压是已知的,那么平均电流值IO就是知道的。
第三步,根据上面的条件,确定这个电流的波形。
要确定这个波形,要知道其峰值IP吧,上面的条件已经足够求出这个峰值了,有方程式IR/2+(IP-IR)=IO,解出IP=IO+IR/2第四步,设定电感量。
正激式开关电源变压器参数的计算
1-6-3-2.正激式开关电源变压器参数的计算正激式开关电源变压器参数的计算主要从这几个方面来考虑。
一个是变压器初级线圈的匝数和伏秒容量,伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小;另一个是变压器初、次级线圈的匝数比,以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率。
关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析,这里只做比较简单的介绍。
1-6-3-2-1.正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算图1-17中,当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两端,且变压器的所有次级线圈均开路时,流过变压器的电流只有励磁电流,变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流产生的。
当控制开关接通以后,励磁电流就会随时间增加而增加,变压器铁心中的磁通量也随时间增加而增加。
根据电磁感应定理:e1 = L1di/dt = N1dф/dt = Ui —— K接通期间 (1-92)式中E1为变压器初级线圈产生的电动势,L1为变压器初级线圈的电感量, ф为变压器铁心中的磁通量,Ui为变压器初级线圈的输入电压。
其中磁通量ф 还可以表示为:ф= S×B (1-93)上式中,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),B为磁感应强度,也称磁感应密度(单位:高斯),即:单位面积的磁通量。
把(1-93)式代入(1-92)式并进行积分:(1-95)式就是计算单激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中,N1为变压器初级线圈N1绕组的最少匝数,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯),Br为变压器铁心的剩余磁感应强度(单位:高斯),Br一般简称剩磁,τ= Ton,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒),一般τ取值时要预留20%以上的余量,Ui为工电压,单位为伏。
式中的指数是统一单位用的,选用不同单位,指数的值也不一样,这里选用CGS单位制,即:长度为厘米(cm),磁感应强度为高斯(Gs),磁通单位为麦克斯韦(Mx)。
正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算激式开关电源的变压器是系统中的重要组成部分之一,它用来将输入电压转换为适当的输出电压,并通过变压器来隔离输入和输出电路。
本文将详细介绍激式开关电源变压器参数的计算方法。
演绕比:激式开关电源变压器的演绕比是指主、副绕组之间的匝数之比。
主要由输入电压和输出电压决定。
一般情况下,演绕比为输出电压与输入电压的比值。
变比:变比是指主、副绕组的匝数之比。
变频比:变频比是指主、副绕组的频率之比。
变容比:变容比是指主、副绕组的容量之比。
变压比:变压比是指主、副绕组的电压之比。
计算转换比例时,需要考虑到输入输出电压、输入输出电流、变压器类型、功率及效率等因素。
在选择变压器时,需要根据设计需求确定转换比例。
以下是变压器参数计算的一般步骤:1.确定输入电压和输出电压:根据设计要求,确定所需的输入电压和输出电压。
2.计算变压比:根据输入电压和输出电压计算变压比。
变压比等于输出电压除以输入电压。
3.确定功率:根据设计要求,确定所需的功率。
4.选择变压器类型:根据功率、效率和空间要求,选择适当的变压器类型,例如EI型、EE型、EFD型等。
5.计算变压器匝数:根据变压比和变压器类型,计算主、副绕组的匝数。
根据变压比,副绕组的匝数等于主绕组的匝数乘以变压比。
6.计算电流:根据输入电压、输出电压、变压比和功率计算输入电流和输出电流。
输出电流等于功率除以输出电压,输入电流等于输出电流除以变压比。
7.验证:验证所计算出的参数是否满足设计要求,如功率、电流、限制条件等。
8.选择合适的变压器:根据所计算出的参数,选择合适的变压器。
考虑到输出功率大小和变压器的效率等因素。
在进行激式开关电源变压器参数计算时,需要注意以下几个问题:1.选择合适的变压器类型,根据功率、效率和空间要求进行选择。
2.变压器参数的计算必须满足设计要求,如功率、电流、效率等。
3.对于高功率和高效率要求的激式开关电源,需要根据具体设计要求选择专业的变压器供应商。
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正激式变换器的参数设计及研究
正激式变换器是一种常见的DC-DC变换器拓扑,通常应用于电源转换
和能量传输等领域。
正激式变换器通过将输入电压从低频到高频进行切换,以实现能量的转换和传输。
参数设计和研究对于提高正激式变换器的效率
和稳定性非常重要。
首先,正激式变换器的参数设计需要确定输入电压范围、输出电压和
输出电流等基本参数。
其中输入电压范围一般由本地电源的电压决定,输
出电压和输出电流则根据实际需要进行选择。
在确定基本参数后,可以进
一步设计变压器和电感的参数。
变压器是正激式变换器中非常重要的组件,其参数设计需要考虑输入
和输出电压的比例关系、工作频率以及功率损耗等因素。
一般来说,输入
和输出电压的比例由变压器的变比比例确定,可以通过设计决定变压器的
结构和骨架,从而调整变比比例。
另外,工作频率对于变压器的设计也有
重要影响,通常选择适合工作频率的材料和结构,以减小损耗并提高效率。
电感也是正激式变换器中常见的元件,其参数设计同样需要考虑输入
和输出电压、工作频率和功率损耗等因素。
电感用于储存和传输能量,在
正激式变换器中起到平滑电流的作用。
因此,电感的参数选择需要满足一
定的电感值和电流容量要求,同时考虑磁芯材料的损耗和饱和等方面。
除了变压器和电感,正激式变换器还包括开关管和控制电路等组成部分。
开关管的选择需要考虑开关频率、耐压和导通电阻等因素,以确保其
稳定工作和低功耗。
控制电路的设计需要满足开关管的驱动要求,通常选
择合适的控制方式和芯片来实现高效、准确的控制。
除了参数设计,研究正激式变换器还需要考虑效率、稳定性和可靠性等方面。
对于效率的研究可以通过优化电路拓扑、选择合适的元件和控制策略来实现。
稳定性和可靠性的研究可以通过分析和仿真来评估电路的稳定性和容错能力,并根据实际情况进行改进。
总之,正激式变换器的参数设计和研究对于提高电路效率和稳定性非常重要。
通过合理选择和设计元件,优化控制策略和拓扑结构,可以实现高效、稳定和可靠的正激式变换器。
同时,需要进行充分的仿真和实验验证,以验证设计的可行性和有效性。