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工程师解说:开关电源规划—变压器流程

本系列文章从理论基础开始,由经验丰富的前工程师为大家讲解关于开关电源的设计,并对其中难点进行讲解,这个系列当中几乎包含了所有的

  本系列文章从理论基础开端,由经历丰富的前工程师为咱们解说关于开关电源的规划,并对其间难点进行解说,这个系列傍边简直包含了一切的常见拓扑电路,而且为选用自学方法的工程师量身打造,期望能够协助咱们走出苍茫,赶快迈上正轨。

  核算初级电感量

  K值便是上面说的电流接连比上面核算书界说的Ip2是电流上升前沿Ip1是电流上升后沿。所以当K=0的时分变压器是作业在临界形式以下的为避免核算犯错一般习气取0.001.

  断续形式Ip便是ΔI;

  得到了ΔI由–》E*T=L*ΔI得:

  Lp=(Vinmin*Tonmax)/ΔI

  这时分就得到了变压器初级所需求的电感量。  挑选适宜的磁芯核算匝数

  关于磁芯的挑选网上有关于Ap法的许多核算公式。其实在做项目的时分底子没用过一次Ap法。关于公司已有的相同功率等级的类型,能够直接参照其他类型的磁芯作为初始规划起点。

  要是线绕不下,就举高作业频率,骨架太空了,就选小一号的,一般通过几回迭代或许试验就出来了。关于彻底全新的类型,是依据经历预算一个初始点,然后通过重复迭代得出成果的。其实关于一般的功率等级,向反激式这种拓扑,多大功率用多大磁芯,经历丰富一点的工程师都知道,能够向他们讨教。

  选定了磁芯后,依据规格书得到对应的Ae值,然后就能够进行匝数核算。

  由E*T=Lp*ΔI=Np*Ae*ΔB

  关于断续形式ΔB=Bmax,

  关于接连形式

  ΔB=Bmax*(1-K)

  由于接连形式电流有一部分直流重量,对应Bmax也有一部分直流励磁。这个必定留意,接连形式要是直接用Bmax来核算匝数匝数就会算少所以很简单就会饱满了。

  有关Bmax的取值,关于常见的PC40/PC44资料,确保在最恶劣作业状况下,不要超越0.38。核算的时分,一般选取0.28-0.32之间,假如在极限条件下抓到饱满波形,能够举高一点频率。

  上面公式是核算断续形式匝数的。

  ΔB=Bmax,

  关于接连形式,上面式子必定要修改为:

  ΔB=Bmax*(1-K)

  要不然核算出的匝数偏小,动态情况下很简单就饱满了。

  核算气隙长度

  公式推导比较简单的,详细的能够自行百度。安培环路定则还有做电源的俩最基本的公式消元法就OK了。

  上面做了近似,近似一切的磁场能量都储存在气隙里边,由于磁芯的磁导率很高,气隙的磁场强度是磁芯的何时到几百倍,所以,近似磁芯为磁路短路,磁回路长度近似为气隙长度。  核算次级匝数

  留意合理匝数取整。这个结合自己项目实践情况,取整后,变比会有所改变,Dmax也会有所改变,所以需求用取整后的参数进行核算Bmax。

  对取整今后的变压器参数进行反向核算

  由于对变压器进行了匝数取整变比也就成了一个确认值。Vinmin已知,变比n已知。

  上面的公式我不推导了仍是运用伏秒积平衡原理。

  变压器初级电流咱们在确认初级电感量的时分,是运用平均值反推出峰值,可是,由于变压器绕组首要损耗是线电阻损耗,电流在电阻负载上的功耗核算,需求有效值电流。反激式作业电流波有两种状况,断续形式与接连形式。

  两种波形有各自的有效值电流核算公式

  我仅仅很久以前推到过赵修科教师书上有自己能够去参阅一下

 

  上图是断续形式的核算公式 核算次级电流有效值

  反激式初级次级作业电流是对应的,初级接连,次级也是接连,初级断续,次级也是断续的,由于初次级共用的是同一个磁芯。

  上面是次级电流有效值的核算,断续形式的,而且加入了次级电流接连或许断续的判别,(判别这一步其实没有必要,由于变压器初级接连,次级也接连,初级断续,次级也断续。)

  核算线径

  电流密度呢,一般都选取6A/mm^2。

  必定要留意趋肤效应,最小占空比越小,频率越高,趋肤效应越严峻。特别是前级带有PFC的反激式电源。由于考虑到本钱,尽量运用600V的Mos管,所以占空比十分小,也就0.15左右,这时分,变压器初级必定要运用多股线,用单根线的话,需求取更小的电流密度。

  关于必定的电流,需求的导线截面积是必定的,在实践选取线径的时分,要结合实践所选的骨架几许尺度,做适宜的组合,尽量不要散绕,关于某一层绕组,单根线太散的话,能够选取两根或许几根细线进行并饶,只需绕组的总截面积在核算值左右就好。

  至此,与反激式变压器相关的规划流程也就解说结束了。

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