袁望 17872378729
凡事用心,一起进步
打开APP
公司名片
凡亿专栏 | 反激式电源变压器设计
反激式电源变压器设计

        昨天看到有个朋友留言说想要了解一下反激式变压器的设计,那我们今天来简单说一下反激式变压器的设计。

        首先我们知道反激式电源分为单端反激式和双端反激式开关电源,其主要区别在于变压器的励磁为单向励磁还是双向励磁,如果变压器的励磁为单向,那么这个线路就为单端反激式,如果为双向则为双端反激式,我们今天先说一下简单的单端反激式开关电源的变压器,就简单理解的话,我们可以把单端反激式变压器看做是一个耦合电感,它的主要作用就是储能、变压、传递能量的作用。

        我们在计算变压器参数时必须要先知道一些参数,比如输入电压Vin,输出电压Vo,线路的输出功率Po,效率η,开关频率fs或者周期T及线路主开关管的耐压Vmos等。

        在反激变换器中,我们知道反激电压Vf 和输入电压之和不仅不能高过主开关管的耐压,我们一般都在计算时留有裕量5%,对于反压Vf我们可以通过公式Vf=Vmos-Vin(DCmax)-电压裕量-漏电感尖峰电压进行计算。我们的漏电感尖峰电压通常为50--100V左右;对于宽电压90--264V的输入电压范围的反激式电源,我们的反激式电压可以按照60V--80V进行选择,我们一般选择中间值70V,这是因为如果反激电压选的较高,那么就会导致初级匝比大,初级侧的MOS承受的反压就高,但是温升会低一点,此时变压器的温升会高一些;如果反激电压选的低,匝比就小,那么MOS承受的反压就低,但温升会高一些,次级侧的整流管承受反压会高一些,温升也会高一点,此时变压器的温升会低一些;所以在实际设计产品时要根据所选半导体元器件、变压器和电源结构来找一个最佳平衡点。

        反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比来确定,所以我们确定了反激电压之后,就可以确定原边和副边的匝数比了,其计算公式为:n=Np/Ns=Vf/(Vo Vd)。

        另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据稳态下,变压器的磁平衡:Vin(min)*Dmax=Vf(1-Dmax);我们可以得到Dmax=Vf/(Vin(max) Vf)。

        我们假设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到Ip;由能量守恒:1/2(Ip1 Ip)*Dmax*Vin(DCmin)=Pout/η;我们令K=Ip1/Ip,则 Ip1=K*Ip;当K=0时,则Ip1=0;此时工作在临界或者断续模式,当0

        变换器的初级绕组电流、初级电感量、初级匝数由公式可以得到:

    Ip=2Po/【(1 K)*η*Vin(min)*Dmax】;

    Np=(Bw*Lg)/(0.4*π*Ip);

    Lp=(Vin(min)*Ton)/[(1-K)*Ip]。

        为了避免磁芯饱和,我们一般在磁回路中加入一个适当的气隙,这个气隙一般大于0.01cm,功率大,则气隙要大,由以上可得磁芯参数:Ae=(Lg*Lp*10^8)/(0.4*π*Np*Np);根据求得Ae值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感。

        有了磁芯需再较原边的匝数,根据公式: Np=(Lp*Ip*10^8)/(Bw*Ae)可以求出副边匝数。           


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
精彩评论

暂无评论