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  • 反激式开关电源变压器设计要点介绍
    • 发布时间:2022-11-03 18:58:23
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    反激式开关电源变压器设计要点介绍
    反激式变压器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,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。
    反激式变压器一般工作于两种工作方式 :
    1. 电感电流不连续模式DCM (Discontinuous Inductor Current Mode)或称 " 完全能量转换 ": 同时储存在变压器中的所有能量在反激周期 (toff)中都转移到输出端。
    2. 电感电流连续模式CCM ( Continuous Inductor Current Mode) 或称 " 不完全能量转换 " : 储存在变压器中的一部分能量在toff末保留到下一个ton周期的开始。
    反激式开关电源变压器设计
    1.电源指标
    输入电压:90AC~264AC
    输入频率:f=50Hz
    输出电压: 12v
    输出电流:3A
    输出功率:Po=36W
    设计效率:75%~80%
    输入功率:Pin=48W
    2.设定变压器磁通量
    变压器在工作的时候温度较高,在设计的过程中取饱和磁芯密度Bs=0.39T,为了防止磁芯出现饱和需要留有一定的裕量,这里在设计的时候取磁通Bm=0.25T
    3.计算变压器匝比
    根据BOM表的MOS管和二极管的参数,考虑到一定的裕量,通过在MOS管开通和关断的时候,计算匝比N
    开关on:0.8VD>Vinmax/N+Vo
    其中VD为二极管反向耐压最大值
    开关off:0.8Vmos>N*(Vo+Vf)+Vinmax
    其中Vmos为MOS管的耐压值
    计算取N=8 (5.5~11.5)
    4.计算最低输入电压
    根据公式:
    反激式变压器 开关电源
    其中tc=3ms
    5.计算最大占空比
    根据最低输入电压,最大功率时,占空比最大
    Dmax=N(Vo+Vf)/(N(Vo+Vf)+Vinmin)
    则最大占空比为0.48
    6.计算初级电感的峰值电流
    Ip=2Po/(DmaxVinminη)
    则初级电感的峰值电流为1.818A
    7.计算初级绕组电流的有效值
    Irms=IP*√(Dmax/3)=0.727A
    8.计算初级绕组电感量
    Lp=VinminDmax/(Ipf)
    计算可得初级电感量450μH
    9.最大导通时间
    Tonmax=Dmax/f
    计算可得导通时间为7.4us
    10.初级匝数的计算
    Np=VinTonmax/(AeBm)
    计算可得初级匝数为40匝。其中骨架给定,Ae为已知量
    11.次级匝数
    Ns=Np/N
    计算可得匝数为5圈。
    12.辅助绕组
    辅助绕组根据数据手册,设定VCC电压为16V,则有:
    Ncc=Vcc*Ns/(Vo+Vf)
    计算可知辅助绕组为7匝
    13.一次侧绕组径选择
    反激变压器绕组导线电流密度5A/〖mm〗2~7A/〖mm〗2,在该设计中取电流密度为6A,则根据Sp=Irms/J=0.727/6=0.121/〖mm〗^2
    则线径的直径为:dp=1.13*√0.121=0.3933mm
    14.次级绕组的线径选择
    Sp=Irms/J=3/6=0.5/〖mm〗^2
    ds=1.13*√0.5=0.79mm
    15.磁芯的气隙大小
    lg=(0.4π*〖Np〗^2*Ae)/Lp
    计算可得气隙大小为1.291mm
    16.变压器绕线
    采取三明治绕法,在3脚和2脚上绕初级绕组的一半即20圈。再在5、6脚上绕辅助绕组VCC,绕7圈。再在10、8脚上绕次级绕组5圈。最后在2脚和1脚上绕初级绕组的另一半20圈,最后2脚上的线连接起来。变压器同名端的绕制,是根据骨架引脚进线端进和绕制方向来确定。
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