反激變壓器設(shè)計(jì)實(shí)例(一)(編輯修改稿)
2025-07-26 21:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 42/20”（圖中對(duì)應(yīng)的是20KHz工作頻率；30KHz時(shí)，磁芯的額定功率會(huì)高些）。 圖4中顯示了N27鐵氧體（一種典型的變壓器材料）的靜態(tài)磁化曲線。（來源于TDK Epcos） 步驟2，選擇導(dǎo)通時(shí)間 原邊功率晶體管Q的最大導(dǎo)通時(shí)間出現(xiàn)在最小輸入電壓和最大負(fù)載時(shí)。對(duì)本例，假設(shè)最大導(dǎo)通時(shí)間不能超過總的工作周期的50%（后面可以看到，使用特別的控制電路和變壓器設(shè)計(jì)時(shí)最大導(dǎo)通時(shí)間是可以超過50%的）。 實(shí)例 頻率30KHz 周期33us 留有裕量以使控制保持在合適的最小輸入電壓，因此可用周期是16us。因此ton(max)=16μs 步驟3，變換器最小DC輸入電壓的計(jì)算計(jì)算變換器工作于滿載和最小電源輸入電壓時(shí)的輸入DC電壓Vcc。 對(duì)于輸入電容整流濾波器。該電壓的確切計(jì)算很困難，因?yàn)樗Q于許多不確定的因數(shù)，如電源線路的源阻抗、整流器電壓降、儲(chǔ)能電容值及其特性以及負(fù)載電流。 （），將給出在彌漫在時(shí)相當(dāng)近似的Vcc工作值。 實(shí)例 線路輸入為90V有效值，則DC電壓Vcc將接近90=222V 步驟4，選擇工作便宜磁通密度對(duì)于E42/20磁芯，根據(jù)制造商的數(shù)據(jù)，中心磁芯的有效面積是240mm2。飽和磁通密度100℃時(shí)是360mT。工作磁通密度的選擇要綜合考慮，反激頻率在中頻范圍內(nèi)盡可能搞，以便從磁芯得到最好效益和最小銅損耗。對(duì)于典型的鐵氧體磁芯材料和形狀，工作頻率上升到30KHz，即便選擇最大的磁通密度，反激變壓器的銅損耗通常超過磁芯損耗，這樣的設(shè)計(jì)為“飽和限制”。因此在該例中選擇最大磁通密度，可是要保證磁芯在任何條件下都不飽和，如在最低工作頻率下使用最大脈寬。在下面的設(shè)計(jì)方法中，不完全能量變換器可能存在最小電源電壓輸入和最大負(fù)載的工作條件。如果這種情況出現(xiàn)，將會(huì)出現(xiàn)來自變壓器磁芯有效DC成分的感應(yīng)現(xiàn)象。可是，下面例子表明當(dāng)使用大氣隙時(shí)，來自DC成分的影響很小，因此工作磁通密度選擇在220mT，以提供較好的工作裕量。因此該例最大峰峰交流磁通密度Bac選擇在220mT。在設(shè)計(jì)最后要檢查總的交流和DC磁通密度，以保證磁芯在高溫時(shí)不會(huì)飽和。對(duì)于不同的磁通量，可能需要重復(fù)設(shè)計(jì)。 步驟5，計(jì)算最小原邊匝數(shù) 在一個(gè)單的導(dǎo)通周期內(nèi)使用伏秒方法，可以計(jì)算最小原邊匝數(shù)，因?yàn)槭┘拥碾妷菏欠讲ǎ篘min=Vt?BacAe其中，Nmin=最小原邊匝數(shù)； V=Vcc（施加的DC電壓）； t=導(dǎo)通時(shí)間，單位是us； ?Bac=最大的ac磁通密度，單位是T； Ae=磁芯的最小橫街面積，單位是mm2 實(shí)例 對(duì)于最小電源電壓（90V有效值）和16us的最大脈寬Nmin=Vt?BacAe=222181=89匝因此， Np（min）=89匝 步驟6，計(jì)算副邊匝數(shù) 在反激相期間，儲(chǔ)存在磁場(chǎng)的能量會(huì)傳遞到輸出電容和負(fù)載。再次使用伏秒方程來確定傳遞所需的時(shí)間。如果原邊的反激電壓與施加的電壓相等，則獲取能量說話的時(shí)間等于輸入該能量所花的時(shí)間，故該例為16us。因此若忽略附加的漏感，開關(guān)管集電極上的電壓僵尸電源電壓的兩倍。 實(shí)例 在次很方便的得到每匝伏特?cái)?shù)。原邊V/匝=VccNp=22289= 主控制電路要求的輸出電壓是5V，，因此副邊匝數(shù)是Ns=VsV/N== 在此，Vs=副邊電壓； Ns=副邊匝數(shù) V/N=每匝伏特?cái)?shù)。 對(duì)于低電壓、大電流的副邊，除非采用特殊技術(shù)，否則要避免半匝，因?yàn)镋型磁芯的一相可能出現(xiàn)飽和，使變壓器調(diào)節(jié)變差。因此匝數(shù)應(yīng)為最接近的整數(shù)。在本例中，匝數(shù)為3。 步驟7，計(jì)算附加匝數(shù) 該例中，副邊匝數(shù)為3，反激電壓將小于正向電壓，新的反激電壓每匝Vfb/N是NfbN=Vs3== 為未出伏秒值，占空比必須按比例
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