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一种变压器的规划办法

今天讲下变压器的设计方法!变压器的设计方法有多种,个人感觉适合自己的才是最好的,选择一个自己最熟悉的,能够理解的才是最好的!我先介绍下一种设计

今日讲下变压器的规划办法!变压器的规划办法有多种,个人感觉适宜自己的才是最好的,挑选一个自己最了解的,能够了解的才是最好的!

我先介绍下一种规划办法:

1.先确认输入电压。

一般是依照最低输入直流电压核算VINmin核算

a.要是直流输入按直流的最低输入来核算;

b.要是输入为沟通电,一般关于单相沟通整流用电容滤波,直流电压不会超越沟通输入电压有用值的1.4倍,也不低于1.2倍。

例如,全规模沟通输入85-265VAC的电源,一般按85VAC时核算,那VINmin=85*1.2=102V,一般会取整数按100VDC核算。

2.确认导通时刻ton。

导通时刻ton=T*D,T为周期 T=1/f,D为最大占空比,一般在最低输入电压的时分,D会最大,确保输出安稳。留意大的占空比能够下降初级的电流有用值,和MOS的导通损耗,可是依据伏秒规律,初级占空比大了,次级的肯定会小,那么次级的峰值电流会变大,电流有用值变大,会导致输出纹波变大!所以,一般单端反激拓扑的占空比选取不要超越0.5。并且一般的电流操控形式,占空比大于0.5要加斜率补偿的,对调试是个难度。还有一重要的是你的占空比决议你的匝比,匝比决议啥,嘿嘿,反射电压VF,忘了再去上边看下,再加上你漏感引起的尖峰,终究影响你MOS的耐压。占空比越小匝比越小,反射电压VF越低,MOS的电压应力小。反之MOS的电压应力大,所以占空比要考虑好了。要确保再最高电压下你的VDS电压在MOS的规则电压以下,最好是降额运用,流出满足的余量来!例如,电源的开关频率为100K,最低输入时的最大占空比为0.4,那T=1/100000=10μS,那么ton=0.4*10μS=4μS。

3.确认磁芯的有用面积AE。

AE一般会在磁芯的资猜中给出。

4.核算初级匝数NP。

NP=VINmin*ton/ΔB*AE,式中VINmin为直流最低输入电压;ton为导通时刻,AE为磁芯的有用面积,ΔB为磁感应强度改变量,这个值和磁芯原料,及温升等有关,一般考经历来选取,在0.1-0.3之间,获得越大,余量越小,变压器在极点情况下越简单饱满!个人一般取0.2。

5.核算次级匝数NS。

NS=(Vo+Vd)*(1-D)*NP/VINmin*D

式中Vo为输出电压

Vd为二极管管压降

D为占空比

NP为初级匝数

VINmin为最低输入电压

6.确认次级整流二极管的应力VDR。

上边算出变压器的初级匝数NP和次级匝数NS后,就能够得出次级整流二极管的电压应力

VDR=(VINmax*NS/NP)+VOUT

式中VINmax为最大输入电压,要确保在最高输入电压下你的二极管的电压应力不超支。一般算出来的这个VDR还要考虑降额运用,所以二极管的耐压要高于这个VDR值。

一般还要在整流管上并一个RC吸收,然后下降二极管反向回复时刻形成的电压尖峰!尤其是CCM形式的时分!

7.确认初级电感量LP。

确认电感量之前咱们先看下上边的两个电流图

一种变压器的规划办法

关于上图是两种作业形式的初级电感电流波形,我加了两个参数Ip1和Ip2;Ip1对应最低输入电流,Ip2对应最高峰值电流,有上边这两个咱们也就能够算出均匀电流Iavg了,Iavg=(Ip1+Ip2)Dmax/2,式中Dmax为最大占空比,假如输出功率为Pout,电源功率为η,那么

Pout/η=VINmin*Iavg=VINmin*(Ip1+Ip2)Dmax/2,得出Ip1+Ip2=2Pout/VINmin*Dmax*η

然后就能够核算Ip1和Ip2的值了,关于DCM来说,电流是降到零的,所以Ip1为零;关于CCM来说Ip1和Ip2都是未知数,又出来个经历挑选了,一般取Ip2=(2-3)Ip1,不能获得太小,太小了会有一个低电流斜率,尽管这样损耗小点,但简单使变压器发生磁饱满,也简单使体系发生震动!个人一般取Ip2=3Ip1。核算出Ip1和Ip2后,这时分能够核算初级的电感量了,在ton内电流的改变量ΔI=Ip2-Ip1,依据(VINmin/LP)*ton=/ΔI,得出LP=VINmin*ton/ΔI,到此变压器的初级电感量核算结束,变压器的参数也核算结束!还有一种核算办法,便是依照上边的确认初级电感量的办法先确认电感量,然后来挑选磁芯,挑选磁芯的办法有很多种,一般最常用的是AP法。

这个公式是看材料上的,详细我也没推倒过。能够看看赵修科教师的那本《开关电源中的磁性元器件》。

一种变压器的规划办法

公式中L为初级电感量也便是LP,Isp为初级峰值电流Ip也便是ΔI,I1L为满载初级电流有用值,但我往往会把Isp和I1L看成是一个,都是初级的峰值电流,所以仁者见仁智者见智,我们能够到应用时详细的来微调!Bmax为磁感应强度改变量也便是ΔB.这个取值和上边相同,获得太大,磁芯小但简单饱满,而获得太小磁芯的体积又很大,所以一般折中取值!并且和频率联系也很大,要是频率很高,主张取小点,因为频率高了损耗也大,变压器大了有利于散热。个人常常取0.2!K1=Jmax*Ko*10-4,其间Jmax为最大电流密度 俺一般取450A/平方厘米。但赵教师书里获得是420A/平方厘米。Ko为窗口面积,有的也叫窗口利用率吧,一般取0.2-0.4,详细要看绕线的结构了,比方加不加挡墙等要素,所以选取时要充分考虑,以免因获得变压器太小,结构要求严苛而绕不下,导致项目失利!10-4是由米变厘米的系数

所以上式收拾下可得AP=Aw*Ae=(LP*IP2*104/450*ΔB*Ko)4/3cm4,核算出了AP就能够找到适宜的磁芯,然后找到Ae再依据式NP=LP*IP/ΔB*Ae。式中LP便是上边算得初级电感量。

IP为初级峰值电流,ΔB为磁感应强度改变量,AE为磁芯的有用面积,后边的次级匝数NS和次级整流二极管电压应力的确认就和上边的过程5和6相同了!那这两种初级匝数NP的确认办法究竟哪个对呢,能够告知我们都对。依据电磁磁感应规律:

(VINmin/LP)*ton=IP

所以VINmin*ton=L*Ip,所以这两个从实质上式相同的。个人觉得第一个适宜有经历的工程师,能够凭经历来挑选变压器,然后来核算变压器参数而第二种适宜初学者,先确认变压器再算变压器参数,以免因自己经历不足而走了弯路!

变压器提到这吧,以上是自己的个人定见,欢迎我们批评指正。其实规划出来的参数仅供参考,因为变压器的漏感,PCB的布局,走线等要素会在调试时做微调,最终做出一个最优的、牢靠的产品!

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