【正文】 TonTonI?I?目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 A、 梯形波 ? 開關(guān)電源中最常見的電流波形是梯形波 (圖 59(a))。 例如推挽變壓器初級電流 ， 正激變壓器初級和次級電流 ， 電感電流連續(xù)模式單端反激變壓器初級電流等等 。 高電平時間定義為 Ton， 周期為 T， 峰值電流為 IP， 脈動分量為 ?I。 占空比 D=Ton/T， 梯形波中值 Ia=IP?I/2 ， 電流波形的表達(dá)式為 )(0)0(2onn0aTtTiTttTIIIi on??????????目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 電流平均值，即直流分量： 電流總有效值：根據(jù)有效值定義 528 近似得到 a0ona0dconon211 DIdttTIIITi dtTITT ????????? ?????? ??? ????????? ??????????? ?????? ??12211 22a02ona02 onon IIDdttTIIITdtiTITTDII a?527 529 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 B、 斷續(xù)三角波 三角波電流波形 (圖 59(b))通常出現(xiàn)在電感電流斷續(xù)狀態(tài)。三角波各個電流關(guān)系為： 電流平均值 530 電流總有效值 531 2PdcDII ?3124 P2P2P DIDIDII ???目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 C、連續(xù)三角波 電感電流連續(xù)時波形如圖 59(c)。它是直流分量和一個幅度 Δ I/2 的三角波疊加而成的電流平均值 電流總有效值 adc II ?? ?a22a 12 IIII ????????? ???532 533 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 ? 小電流時可直接選擇圓導(dǎo)線，導(dǎo)線直徑小于 2倍的集膚深度 δ ； ? 電流較大時，可選擇多股絞繞圓導(dǎo)線， AWG園導(dǎo)線規(guī)格表見表（教材）所示。 ? 電流較大時，也可以選擇利茲線或銅箔。但利茲線中單股線的直徑必須小于 2倍的集膚深度 δ ，或銅箔的厚度小于集膚深度 δ 。 ? 利茲線（ Litz Wire）是由多根單獨(dú)絕緣的導(dǎo)線經(jīng)絞合或編織而成的電磁線 ( 電磁線是一種具有絕緣層的電線，它是以繞組形式來實現(xiàn)電磁能的轉(zhuǎn)化，又稱為繞組線 )。由于這種結(jié)構(gòu)的每一根單線都可處于整個導(dǎo)線截面的任何位置，因而使通過的電流分布均勻，磁通量均衡。同時能有效抑制在交變磁場中，尤其是在高頻下更為顯著的 “ 集膚效應(yīng) ” 和 “ 鄰近效應(yīng) ” 所造成的導(dǎo)體有效電阻增大而引致的發(fā)熱現(xiàn)象。 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 舉例說明設(shè)計步驟： ? 設(shè)計一個輸出為 5V， 20A離線雙管正激式變換器的高頻變壓器 ， 變換器輸入直流電壓范圍是 Vdc＝ 310177。 20％ V，變壓器傳輸效率為 98％ ， 轉(zhuǎn)換效率為 85％ ， 允許溫升40oC， 開關(guān)頻率 50kHz。 第一步： 確定變壓器設(shè)計的電源參數(shù)： Ui范圍： 246～ 370V；輸出： 5V， 20A；輸出功率100W；開關(guān)頻率 fS： 50kHz；變壓器最大損耗 （ 絕對 ） ：2W；最大溫升 ℃ ： 40℃ ；冷卻方式： 自然通風(fēng) 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 第二步：確定占空比絕對限制 Dlim： 絕對限制 Dlim： ；額定占空比 D： ； 額定輸出電壓 DUi： *310=116V 極限輸出電壓： UiminDlim=116V， UimaxDlim=174V； 第三步：計算輸出電壓加上滿載時二極管正向壓降和次級 IR壓降： 第四步：計算希望的匝比： 可能選擇的匝比： 22:1； 21:1或 43:2 ????UoP1SP ????? UUNNn目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 第五步： 計算 AP值：根據(jù)頻率和輸出功率要求可選擇 EI型錳鋅鐵氧體磁芯 。 查表得 ， EI33的 AP值為 ， 滿足要求 。 其 Ae=。 第六步： 根據(jù)電磁感應(yīng)定律計算次級匝數(shù) (*)： 匝 如果取 2匝，將增加了伏 /匝、磁感應(yīng)變化量和磁芯損耗。如果取 3匝，減少了磁芯損耗，但是增加了線圈損耗。因為以上的結(jié)果接近 3匝，選取 3匝。 43m a xSoWe 1009999 ???????BfPAAAP6m a xS 4m a x0 . 4 7 2 0 1 0 5 . 4 2 . 7 50 . 1 5 1 . 2 3 1 0soeD T VNBA? ??? ? ?? ? ???目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 第七步：確定初級匝數(shù) 由第一步計算的變比可求得 NP=59匝 （ 變比為 ） 第八步：計算 50kHz時的穿透深度 10503???? f?目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 第九步： 根據(jù)式 529可計算每個線圈的電流有效值 ： 第十步：確定初級線圈 查表可選 AWG＃ 23號線 ， 裸線截面為 2?。 第十一步： 確定次級線圈 查表可選 32股 AWG＃ 25號線絞繞 ， 單根裸線截面為 ， 直徑 2? ， 或 選 用 厚 度 小 于 ?= 。 m a x2 ?? DI A6 0 ??? nII211X ???JIA222X ???JIA目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形 圖 4－ 4 帶有嵌位電路的單端正激式變換器 + UiRLVD1VT+LCVDVD2* **N1N3N2uGuN1uceiC2 UiUiUi Ui0000tttt圖 4－ 5 帶有嵌位電路的單端正激式變換器的工作波形 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結(jié)構(gòu)參數(shù) 波形