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一种变压器的设计方法

作者:欧亿体育官方网站 时间:2022-09-21 00:06
本文摘要:今天讲下变压器的设计方法!变压器的设计方法有多种,个人感觉合适自己的才是最差的,自由选择一个自己最熟知的,需要解读的才是最差的! 我再行讲解下一种设计方法: 1.再行确认输出电压。 一般是按照低于输出直流电力计算出来VINmin计算出来 a.要是直流输出按直流的低于输出来计算出来; b.要是输出为交流电,一般对于单相交流整流用电容滤波,直流电力会多达交流输出电压有效值的1.4倍,也不高于1.2倍。

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今天讲下变压器的设计方法!变压器的设计方法有多种,个人感觉合适自己的才是最差的,自由选择一个自己最熟知的,需要解读的才是最差的!  我再行讲解下一种设计方法:  1.再行确认输出电压。  一般是按照低于输出直流电力计算出来VINmin计算出来  a.要是直流输出按直流的低于输出来计算出来;  b.要是输出为交流电,一般对于单相交流整流用电容滤波,直流电力会多达交流输出电压有效值的1.4倍,也不高于1.2倍。  例如,仅有范围交流输出85-265VAC的电源,一般按85VAC时计算出来,那VINmin=85*1.2=102V,一般不会所取整数按100VDC计算出来。

  2.确认导通时间ton。  导通时间ton=T*D,T为周期T=1/f,D为仅次于频率,一般在低于输出电压的时候,D不会仅次于,确保输入平稳。

留意大的频率可以减少初级的电流有效值,和MOS的导通损耗,但是根据伏秒法则,初级频率大了,次级的认同不会小,那么次级的峰值电流不会变小,电流有效值逆大,不会造成输入纹波逆大!所以,一般单端反激流形的频率挑选不要多达0.5。而且一般的电流掌控模式,频率小于0.5要加斜率补偿的,对调试是个可玩性。

还有一最重要的是你的频率要求你的匝比,匝比要求啥,嘿嘿,光线电压VF,忘了再行去上边看下,再行再加你溢感觉引发的尖峰,最后影响你MOS的耐压。频率就越小匝比就越小,光线电压VF就越较低,MOS的电压形变小。

反之MOS的电压形变大,所以频率要考虑到好了。要确保再行最低电压下你的VDS电压在MOS的规定电压以下,最差是降额用于,流入充足的余量来!例如,电源的电源频率为100K,低于输出时的仅次于频率为0.4,那T=1/100000=10S,那么ton=0.4*10S=4S。

  3.确认磁芯的有效地面积AE。  AE一般不会在磁芯的资料中得出。

  4.计算出来初级匝数NP。  NP=VINmin*ton/B*AE,式中VINmin为直流低于输出电压;ton为导通时间,AE为磁芯的有效地面积,B为磁感应强度变化量,这个值和磁芯材质,及温升等有关,一般录经验来挑选,在0.1-0.3之间,获得越大,余量就越小,变压器在极端情况下就越更容易饱和状态!个人一般所取0.2。  5.计算出来次级匝数NS。

  NS=(Vo+Vd)*(1-D)*NP/VINmin*D  式中Vo为输入电压  Vd为二极管管压降  D为频率  NP为初级匝数  VINmin为低于输出电压  6.确认次级整流二极管的形变VDR。  上边算数出有变压器的初级匝数NP和次级匝数NS后,就可以得出结论次级整流二极管的电压形变  VDR=(VINmax*NS/NP)+VOUT  式中VINmax为仅次于输出电压,要确保在最低输出电压下你的二极管的电压形变不微克。一般算数出来的这个VDR还要考虑到降额用于,所以二极管的耐压要低于这个VDR值。

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  一般还要在整流管上并一个RC吸取,从而减少二极管偏移恢复时间导致的电压尖峰!特别是在是CCM模式的时候!  7.确认初级电感量LP。  确认电感量之前我们再行看下上边的两个电流图  对于右图是两种工作模式的初级电感电流波形,我特了两个参数Ip1和Ip2;Ip1对应低于输出电流,Ip2对应最高峰值电流,有上边这两个我们也就可以算数出有平均值电流Iavg了,Iavg=(Ip1+Ip2)Dmax/2,式中Dmax为仅次于频率,如果输出功率为Pout,电源效率为,那么  Pout/=VINmin*Iavg=VINmin*(Ip1+Ip2)Dmax/2,得出结论Ip1+Ip2=2Pout/VINmin*Dmax*  然后就可以计算出来Ip1和Ip2的值了,对于DCM来说,电流是降至零的,所以Ip1为零;对于CCM来说Ip1和Ip2都是未知数,又出来个经验自由选择了,一般所取Ip2=(2-3)Ip1,无法获得太小,太小了会有一个较低电流斜率,虽然这样损耗小点,但更容易使变压器产生磁饱和状态,也更容易使系统产生波动!个人一般所取Ip2=3Ip1。

计算出来出有Ip1和Ip2后,这时候可以计算出来初级的电感量了,在ton内电流的变化量I=Ip2-Ip1,根据(VINmin/LP)*ton=/I,得出结论LP=VINmin*ton/I,到此变压器的初级电感量计算完,变压器的参数也计算出来完!还有一种计算方法,就是按照上边的确认初级电感量的方法再行确认电感量,然后来自由选择磁芯,自由选择磁芯的方法有很多种,一般最常用的是AP法。  这个公式是看资料上的,明确我也没有拆掉过。

可以想到赵修科老师的那本《开关电源中的磁性元器件》。  公式中L为初级电感量也就是LP,Isp为初级峰值电流Ip也就是I,I1L为装载初级电流有效值,但我往往不会把Isp和I1L看作是一个,都是初级的峰值电流,所以仁者见仁智者见智,大家可以到应用于时明确的来微调!Bmax为磁感应强度变化量也就是B.这个给定和上边一样,获得过于大,磁芯小但更容易饱和状态,而获得太小磁芯的体积又相当大,所以一般折衷给定!而且和频率关系也相当大,要是频率很高,建议所取小点,因为频率低了损耗也大,变压器大了不利于风扇。

个人常常所取0.2!K1=Jmax*Ko*10-4,其中Jmax为仅次于电流密度俺一般所取450A/平方厘米。但赵老师书里获得是420A/平方厘米。Ko为窗口面积,有的也叫窗口利用率吧,一般所取0.2-0.4,明确要看绕线的结构了,比如加不加挡墙等因素,所以挑选时要充分考虑,怕因获得变压器太小,结构拒绝严苛而绕行不出,造成项目告终!10-4是由米逆厘米的系数  所以上式整理下求得AP=Aw*Ae=(LP*IP2*104/450*B*Ko)4/3cm4,计算出来出有了AP就可以寻找适合的磁芯,然后寻找Ae再行根据式NP=LP*IP/B*Ae。式中LP就是上边算数得初级电感量。

  IP为初级峰值电流,B为磁感应强度变化量,AE为磁芯的有效地面积,后边的次级匝数NS和次级整流二极管电压形变的确认就和上边的步骤5和6一样了!那这两种初级匝数NP的确认方法究竟哪个对呢,可以告诉他大家都对。根据电磁磁感应定律:(VINmin/LP)*ton=IP  所以VINmin*ton=L*Ip,所以这两个从本质上式一样的。个人实在第一个合适有经验的工程师,可以凭经验来自由选择变压器,然后来计算出来变压器参数而第二种合适初学者,再行确认变压器再算变压器参数,怕因自己经验不足而回头了弯路!  变压器说道到这吧,以上是自己的个人意见,青睐大家批评指正。

只不过设计出来的参数仅供参考,由于变压器的漏感,PCB的布局,走线等因素不会在调试时做到微调,最后作出一个拟合的、可信的产品!。


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