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连续电流模式反激变压器的设计

连续电流模式反激变压器的设计
连续电流模式反激变压器的设计

连续电流模式反激变压器的设计

Design of Flyback Transformer with

Continuing Current Model

作者:深圳市核达中远通电源技术有限公司- 万必明

摘要:本文首先介绍了反激变换器(Flyback Converter)的工作原理,然后重点介绍一种连续电流模式反激变压器的设计方法以及多路输出各次级电流有效值的计算.

关键词:连续电流模式(不完全能量传递方式)、不连续电流模式(完全能量传递方式)、有效值、峰值.

Keywords: Continuing Current Model、Discontinuing Current Model、virtual value 、peak value.

一.序言

反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别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(CCM),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(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.

二.反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理

1).反激式变换器的电路结构如图一.

2).当开关管Q1导通时,其等效电路如图二(a)及在导通时初级电流连续时的波形,磁化曲线如图二(b).

图一

Io

图二(a)

当Q1存在其中.由于变压器初级与次级侧之线圈极性是相反的,因此二极管D1不会导通,输出功率则由Co 来提供.此时变压器相当于一个串联电感Lp,初级线圈电流Ip 可以表示为:

ip(t)=ip(0)+1/Lp*∫0DT

Vdc*dt

Vdc=Lp*dip/dt

此时变压器磁芯之磁通密度会从剩磁Br 增加到工作峰值Bw .

3.当Q1截止时, 其等效电路如图三(a)及在截止时次级电流波形,磁化曲线如图三(b).

Ls Is Io

图三(a)

当Q1截止时,变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为?B 并没有相对的改变.当?B 向负的方向改变时(即从Bw 降低到Br),在变压器所有线圈之电压极性将会反转,并使D1导通,也就是说储存在变压器中的能量会经D1,传递到Co 和负载上.

此时次级线圈两端电压为:Vs(t)=Vo+Vf (Vf 为二极管D1的压降). 次级线圈电流:is(t)=is(DT)-1/Ls*∫DT T

V S (t)*dt

Lp=(Np/Ns)2*Ls (Ls 为次级线圈电感量)

由于变压器能量没有完全转移,在下一次导通时,还有能量储存在变压器中,次级电流并没有降低到0值,因此称为连续电流模式或不完全能量传递模式(CCM).

三.CCM 模式下反激变压器设计的步骤

1. 确定电源规格.

1).输入电压范围Vin=85—265Vac;

2).输出电压/负载电流:Vout 1=5V/10A,Vout 2=12V/1A;

3).变压器的效率?=0.90

2.工作频率和最大占空比确定.

取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45.

T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us

Toff=10-4.5=5.5us.

3.计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n).

最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V).

根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+V f)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+V f)*(1-Dmax)]

n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64

4.变压器初级峰值电流的计算.

设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V.

+5V输出功率Pout1=(V01+V f)*I01*120%=6*10*1.2=72W

+12V输出功率Pout2=(V02+V f)*I02=13*1=13W

变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W

如图四, 设Ip2=k*Ip1, 取

1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/?

Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] Ip2

Ip2=0.4*Ip1=1.20A ( 图四)

5.变压器初级电感量的计算.

由式子Vdc=Lp*dip/dt,得:

Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2]

=100*4.5/[3.00-1.20]

=250uH

6.变压器铁芯的选择.

根据式子Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85W

Ko(窗口的铜填充系数)=0.4

Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体),

变压器磁通密度Bm=1500 Gs

j(电流密度): j=5A/mm2;

Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

=0.157cm4

考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:

EER2834S铁氧体磁芯的有效截面积Ae=0.854cm2

它的窗口面积Aw=148mm2=1.48cm2

EER2834S的功率容量乘积为

Ap =Ae*Aw=1.48*0.854=1.264cm4 >0.157cm4故选择EER2834S铁氧体磁芯.

7.变压器初级匝数及气隙长度的计算.

1).由Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm],得:

Np=250*(3.00-1.20)/[85.4*0.15] =35.12 取Np=36

由Lp=uo*ur*Np2*Ae/lg,得:

气隙长度lg=uo*ur*Ae*Np2/Lp

=4*3.14*10-7*1*85.4mm2*362/(250.0*10-3mH)

=0.556mm 取lg=0.6mm

2). 当+5V限流输出,Ip为最大时(Ip=Ip1=3.00A),检查Bmax.

Bmax=Lp*Ip/[Ae*Np]

=250*3.00/[85.4 mm2*36]

=0.2440T=2440Gs <3000Gs

因此变压器磁芯选择通过.

8. 变压器次级匝数的计算.

Ns1(5v)=Np/n=36/13.64=2.64 取Ns1=3

Ns2(12v)=(12+1)* Ns1/(5+1)=6.50 取Ns2=7

故初次级实际匝比:n=36/3=12

9.重新核算占空比Dmax和Dmin.

1).当输入电压为最低时: Vin(min)=100Vdc.

由Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n,得:

Dmax=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(min)]

=6*12/[6*12+100]=0.418

2).当输入电压为最高时: Vin(max)=265*1.414=374.7Vdc. Dmin=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(max)]

=6*12.00/[6*12.00+374.7]=0.16

10. 重新核算变压器初级电流的峰值Ip和有效值Ip(rms).

1).在输入电压为最低Vin(min)和占空比为Dmax条件下,计算Ip

值和K值.(如图五)

设Ip2=k*Ip1.实际输出功率Pout'=6*10+13*1=73W

1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout'/? (1) K=1-[Vin(min)* Ton(max)]/(Ip1*Lp) (2)

由(1)(2)得:

Ip1=1/2*{2*Pout'*T/[?* Vin(min)*Ton(max)]+

Vin(min)* Ton(max)/Lp} =0.5*{2*73*10/[0.90*100*4.18]+100*4.18/250.0}

=2.78A

K=1-100*4.18/[2.78*250]=0.40

Ip2=k*Ip1=2.78*0.40=1.11A

2).初级电流有效值Ip(rms)=[Ton/(3T)*(Ip12+Ip22+Ip1*Ip2)]1/2

=[0.418/3*(2.782+1.112+2.78*1.11)] 1/2

=1.30A

Ip2(1.11A)

11. 次级线圈的峰值电流和有效值电流计算:

当开关管截止时, 变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为?B并没有相对的改变.因此开关管截止时,初级峰值电流与匝数的乘积等于次级各绕组匝数与峰值电流乘积之和(Np*Ip=Ns1*Is1p+Ns2*Is2p).由于多路输出的次级电流波形是随各组负载电流的不同而不同, 因而次级电流的有效值也不同.然而次级负载电流小的回路电流波形,在连续时接近梯形波,在不连续时接近三角波,因此为了计算方便,可以先计算负载电流小的回路电流有效值.

1).首先假设+12V输出回路次级线圈的电流波形为连续,电流波形如下(图一):

Is

2Is2(+12v)

(图六) (图七)

1/2*[Is2p+Is2b]*toff/T=I02 (3)

Ls2*[Is2p–Is2b]/toff=V02+Vf (4)

Ls2/Lp=(Ns2/Np)2 (5)

由(3)(4)(5)式得:

Is2p=1/2*{2*I02/[1-D]+[V02+Vf]*[1-D]*T*Np2/[Ns22*Lp]}

=0.5*{2*1/[1-0.418]+[12+1]*[1-0.418]*10*362/[72*250]}

=5.72A

Is2b =I01/[1-D]-1/2*[V01+Vf]*[1-D]*Np2/[Ns22*Lp]

=1/0.582-0.5*13*0.582*10*362/[72*250]

=-2.28A <0

因此假设不成立.则+12V输出回路次级线圈的电流波形为不连续, 电流波形如上(图七).

令+12V整流管导通时间为t’.

将Is2b=0代入(3)(4)(5)式得:

1/2*Is2p*t’/T=I02 (6)

Ls1*Is2p/t’=V02+Vf (7)

Ls2/Lp=(Ns2/Np)2 (8)

由(6)(7)(8)式得:

Is2p={(V02+Vf)*2*I02*T*Np2/[Lp*Ns22]}1/2

={2*1*[12+1]*10*362/[72*250]} 1/2

=5.24A

t’=2*I02*T/ Is2p=2*1*10/5.24=3.817us

2).+12V输出回路次级线圈的有效值电流:

Is2(rms)= [t’/(3T)]1/2*Is2p

=[3.817/3*10] 1/2*5.24

=1.87A

3).+5v输出回路次级线圈的有效值电流计算:

Is1rms= Is2(rms)*I01/I02=1.87*10/1=18.7A//不准确,科通过如上

假设推断出5V为连续模式,有效值不成比例,这里是近似。可通过(Np*Ip=Ns1*Is1p+Ns2*Is2p).求出 IIs1p,进而利用梯形有效值与最大值关系求出有效值是最准确的。

12.变压器初级线圈和次级线圈的线径计算.

1).导线横截面积:

前面已提到,取电流密度j=5A/mm2

变压器初级线圈:导线截面积= Ip(rms)/j=1.3A/5A/mm2=0.26mm2

变压器次级线圈:

(+5V)导线截面积= Is1(rms)/j=18.7A/5A/mm2=3.74 mm2

(+12V)导线截面积= Is2(rms)/j=1.87A/5A/mm2=0.374mm2

2).线径及根数的选取.

考虑导线的趋肤效应,因此导线的线径建议不超过穿透厚度的2倍. 穿透厚度=66.1*k/(f)1/2 k为材质常数,Cu在20℃时k=1.

=66.1/(100*103)1/2=0.20

因此导线的线径不要超过0.40mm.

由于EER2834S骨架宽度为22mm,除去 6.0mm的挡墙宽度,仅剩下16.0mm的线包宽度.因此所选线径必须满足每层线圈刚好绕满. 3).变压器初级线圈线径:

线圈根数=0.26*4/[0.4*0.4*3.14]=0.26/0.1256=2

取Φ0.40*2根并绕18圈,分两层串联绕线.

4).变压器次级线圈线径:

+5V: 线圈根数=3.74/0.1256=30

取Φ0.40*10根并绕3圈, 分三层并联绕线.

+12V: 线圈根数=0.374/0.1256=3

取Φ0.40*1根并绕7圈, 分三层并联绕线.

5).变压器绕线结构及工艺.

为了减小变压器的漏感,建议采取三文治绕法,而且采取该绕法的电源EMI

四.结论.

由于连续模式下电流峰值比不连续模式下小,开关管的开关损耗较小,因此在功率稍大的反激变换器中均采用连续模式,且电源的效

率比较高.

由于反激式变压器的设计是反激变换器的设计重点,也是设计难点,如果参数不合理,则会直接影响到整个变换器的性能,严重者会造成磁芯饱和而损害开关管,因此在设计反激变压器时应小心谨慎,而且变压器的参数需要经过反复试验才能达到最佳.

连续电流模式反激变压器的设计

连续电流模式反激变压器的设计 Design of Flyback Transformer with Continuing Current Model 作者:深圳市核达中远通电源技术有限公司- 万必明 摘要:本文首先介绍了反激变换器(Flyback Converter)的工作原理,然后重点介绍一种连续电流模式反激变压器的设计方法以及多路输出各次级电流有效值的计算. 关键词:连续电流模式(不完全能量传递方式)、不连续电流模式(完全能量传递方式)、有效值、峰值. Keywords: Continuing Current Model、Discontinuing Current Model、virtual value 、peak value. 一.序言 反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别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(CCM),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(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.

二.反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理 1).反激式变换器的电路结构如图一. 2).当开关管Q1导通时,其等效电路如图二(a)及在导通时初级电流连续时的波形,磁化曲线如图二(b). 图一 Io 图二(a)

(整理)反激式开关电源变压器设计原理.

反激式开关电源变压器设计原理 (Flyback Transformer Design Theory) 第一节. 概述. 反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图. 一、反激式转换器的优点有: 1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求. 2. 转换效率高,损失小. 3. 变压器匝数比值较小. 4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求. 二、反激式转换器的缺点有: 1. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下. 2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大. 3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂. 第二节. 工作原理 在图1所示隔离反驰式转换器(The isolated flyback converter)中, 变压器" T "有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下: 当开关晶体管 Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律 : (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2. 由图可知,导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值: Vce max = VIN / 1-Dmax VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期 Dmax = ton / T 由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN. 开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip 为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic 的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等 NpIp = NsIs而导出. Ip 亦可用下列方法表示: Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax) η: 转换器的效率 公式导出如下: 输出功率 : Po = LIp2η / 2T

反激变压器设计过程

精心整理 反激变压器设计过程 1、初始值设定 1.1开关频率f[kHz] 对于要接受EMI规格适用的产品,不要设定在150kHz(预计余量的话120kHz左右)以上。一般设定在65kHz左右。 1.2输入电压范围设定 主要对瞬时最低输入电压/连续最低输入电压/最大输入电压的3类进行设定。 项目内容 瞬时最低输入电压 V inmin1[V] 考虑了停电保持的最低DC输入电压。为设计的基准。 连续最低输入电压V inmin2[V] 规格书上的最低AC输入电压×1.2倍。用于算出绕线的电流容量。 最大输入电压V inmax[V] 规格书上的最大AC输入电压×1.414倍。用于开关元器件/整流元器件的耐电压算出。 1.3最大输出电流设定 对于过电流保护最大输出电流/连接最大输出电流/峰值最大输出电流(在规格书上有规定的情况下)3种类,进行设定。 另外,在这最大输出电流中需包括对于各自偏差的余量。 项目内容 过电流保护最大输出 电流 I omax1[A] 考虑了偏差的最大电流×余量1.1~1.2。 连续最大输出电流I omax2[A] 额定输出电流×余量1.1~1.2。为设计的基准。但是,在有峰值最大电流的情况下,只将峰值最大电流作为设计基准使用。连接最大电流只用于算出绕线的电流容量。 峰值最大输出电流 I opeak[A] 峰值最大电流×余量1.1~1.2。为设计的基准。 1.4最大二次绕组输出端电压设定 用以下公式算出: 最大二次绕线端输出电压:V N2max[V]=接插件端输出电压+线间损失0.1~0.5V+整流元器件Vf0.4~0.6V

※在有输出电压可变的情况下,根据客户要求规格书的内容不同,适用的范围而各不相同。 客先要求规格书内容 只保证输出电压 ※只在装置试验时电压可变的情况下。磁芯用最大输出电压来设计。绕线是用额定输出电压来设计。 保证所有的性能 ※在实际使用条件下通常的电压可变的情况下。磁芯、绕线都用最大输出电压来设计。 1.5一次电流倾斜率设定 输入电压,瞬时最低动作电压、输出电流,在过电流保护最大输出电流/连接最大输出电流/峰值最大输出电流的任意一个最大输出电流的条件下,设定图1-1的一次电流波形的斜率。K的设定公式如下。 作为目标,设定到0.5~0.6,兼顾到之后的其他特性,作最适当的变更。 1.6最大占空比设定 一般设定为0.45~0.65。 1.7最大磁通密度设定(Bmax) 设定为磁芯的产品目录上所记载的饱和磁通密度 ×0.8~0.9。 图1-2中表示了TDK制的磁珠磁芯PC44的B-H 曲线图。 磁芯的磁通密度B[T],如图1-2所示,与磁场强度H[A/m]成比例,增加。另外,当B达到一定的值时,在那基础上,即使增加H,B也不会增加。在此磁束饱和状态下,不仅仅达不到作为变压器的机能,还有开关FET破损的危险性,因此磁芯绝对必须在此饱和磁通密度以下来使用。 另外,从产品目录上引用数据时,需要在符合使用条件的温度下选择饱和磁通密度,因此请注意。 ※磁芯的饱和磁通密度是根据温度而变动。在TDK制PC44的120℃下的饱和磁通密度,将降低到25℃时的值的68.6%。因此,如果在25℃的条件下设计的话,有可能发生使用时的故障。図1-2PC44B-Hカーブ温度特性 设计的要点: ?单一输入的情况下设定为0.45、普遍输入的情况下设定为0.65左右。 ?最大占空比的设定,对开关元器件、整流元器件施加耐压方面会造成影响,因此要进行适当的设定。加宽最大占空比的话,开关元器件的耐压将会上升,缩小最大寻通角的话,整流元器件的耐压将会上升。 .设定到考虑了控制IC保证的最大占空比(外部设定时,其设定值)的偏差的最小值×0.9以下。

反激式变压器的设计

反激式变压器的设计 反激式变压器的工作与正激式变压器不同。正激式变压器两边的绕组是同时流过电流的,而反激式变压器先是通过一次绕组把能量存储在磁心材料中,一次侧关断后再把能量传到二次回路。因此,典型的变压器阻抗折算和一次、二次绕组匝数比关系不能在这里直接使用。这里的主要物理量是电压、时间、能量。 在进行设计时,在黑箱估计阶段,应先估计出电流的峰值。磁心尺寸和磁心材料也要选好。这时,为了变压器能可靠工作,就需要有气隙。 刚开始,在开关管导通时把一次绕组看作是一个电感器件,并满足式(24)。 (24) 把 Lpri移到左边,用Ton=Dmax/f 代到上式中,用已知的电源工作参数,通过式(25) 就可以算出一次最大电感 ——最大占空比(通常为50%或0.5)。 (25) 这个电感值是在输入最小工作电压时,电源输出仍能达到额定输出电压所允许选择的最大电感值。 在开关管导通的每个周期中,存储在磁心的能量为: (26) 要验证变压器最大连续输出的功率能否满足负载所需的最大功率,可以使用下式: (27)

所有磁心工作在单象限的场合,都要加气隙。气隙的长度(cm)可以用下式近似(CGS制(美 国)): (28a) 式中Ac——有效磁心面积,单位为; Bmax——最大磁通密度,单位为G(Wb/cm )。 在MKS系统(欧洲)中气隙的长度(m)为 (28b) 式中Ac——有效磁心面积,单位为; Bmax——最大磁通密度,单位为T(Wb/m )。 这只是估算的气隙长度,设计者应该选择具有最接近气隙长度的标准磁心型号。 磁心制造厂商为气隙长度提供了一个A L的参数。这参数是电感磁心绕上1000 匝后的数据(美 国)。根据设计好的电感值,绕线的匝数可以用式(29)计算确定。 (29) 式中 Lpri——一次电感量,单位为mH。 如果有些特殊的带有气隙的磁心材料没有提供A L。的值,可以使用式(30)。注意不要混淆CGS和MKS两种单位制(G和cm与T和m)。 (30)

反激电源设计分析和经验总结

由反激电源引起的一点儿分析 开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。 正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可采用单管正激电路,中等功率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。 反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦,输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI 公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反激电源可做到上千瓦,但没见过实物。输出功率大小与输出电压高低有关。 反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线形状态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。 变压器初次极间的偶合,也是确定漏感的关键因素,要尽量使初次极线圈靠近,可采用三明治绕法,但这样会使变压器分布电容增大。选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯,可减小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。 关于反激电源的占空比,原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5,否则环路不容易补偿,有可能不稳定,但有一些例外,如美国PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。 占空比由变压器原副边匝数比确定,本人对做反激的看法是,先确定反射电压(输出电压通过变压器耦合反映到原边的电压值),在一定电压范围内反射电压提高则工作占空比增大,开关管损耗降低。反射电压降低则工作占空比减小,开关管损耗增大。当然这也是有前提条件,当占空比增大,则意味着输出二极管导通时间缩短,为保持输出稳定,更多的时候将由输出电容放电电流来保证,输出电容将承受更大的高频纹波电流冲刷,而使其发热加剧,这在许多条件下是不允许的。 占空比增大,改变变压器匝数比,会使变压器漏感加大,使其整体性能变,当漏感能量大到一定程度,可充分抵消掉开关管大占空带来的低损耗,时就没有再增大占空比的意义了,

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. 输入电压范围Vin=85 —265Vac; 输出电压/ 负载电 流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取: 工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85* “2-20=100Vdc( 取低频纹波为20V). 根据伏特- 秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输岀电流的过流点为120%;+5v 和+12v整流二极管的正向压降均为 1.0V. +5V 输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V 输岀功率 Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输岀总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt, 得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6. 变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?], 其中: Pt( 变压器的标称输岀功率)= Pout=85W Ko( 窗口的铜填充系数)=0.4 Kc( 磁芯填充系数)=1( 对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j( 电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

反激式变压器设计原理

反激式变压器设计原理 绿色节能PWM控制器CR68XX CR6848低功耗的电流模PWM反激式控制芯片 成都启达科技有限公司联系人:陈金元TEL: 电话/传真:-218 电邮:; MSN: 概述:CR6848是一款高集成度、低功耗的电流模PWM控制芯片,适用于离线式AC-DC反激拓扑的小功率电源模块。 特点:电流模式PWM控制低启动电流低工作电流 极少的外围元件片内自带前沿消隐(300nS) 额定输出功率限制 欠压锁定(12.1V~16.1V) 内建同步斜坡补偿PWM工作频率可调 输出电压钳位(16.5V) 周期电流限制 软驱动2000V的ESD保护过载保护 过压保护(27V)60瓦以下的反激电源SOT23-6L、DIP8封装 应用领域:本芯片适用于:电池充电器、机顶盒电源、DVD 电源、小功率电源适配器等60 瓦以下(包括60 瓦)的反激电源模块。 兼容型号: SG6848/SG5701/SG5848/LD7535/LD7550/OB2262/OB2263。 原生产厂家现货热销!-218,。 CR6842兼容SG6842J/LD7552/OB2268/OB2269。 绿色节能PWM控制器AC-DC 产品型号功能描述封装形式兼容型号 CR6848 低成本小功率绿色SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器LD7535/LD7550 OB2262/OB2263 CR6850 新型低成本小功率绿色SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器SOT-26/DIP-8 LD7535/LD7550 SOP-8OB2262/OB2263 CR6851 具有频率抖动的低成本SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 绿色节能PWM控制器SOP-8 LD7535/LD755 OB2262/OB2263 CR6842 具有频率抖动的大功能DIP-8 兼容SG6842J/LD7552

反激变压器设计实例(一)

反激变压器设计实例(一) 目录 1.导论 (1) 2.磁芯参数和气隙的影响 (1) 2.1 AC极化 (2) 2.2 AC条件中的气隙影响 (2) 2.3 DC条件中的气隙影响 (2) 3. 110W反激变压器设计例子 (3) 3.1 步骤1,选择磁芯尺寸 (3) 3.2 步骤2,选择导通时间 (5) 3.3 步骤3,变换器最小DC输入电压的计算 (5) 3.4 步骤4,选择工作便宜磁通密度 (5) 3.5 步骤5,计算最小原边匝数 (6) 3.6 步骤6,计算副边匝数 (6) 3.7 步骤7,计算附加匝数 (7) 3.8 步骤8,确定磁芯气隙尺寸 (7) 3.9 步骤9,磁芯气隙尺寸(实用方法) (8)

3.10 步骤10,计算气隙 (8) 3.11 步骤11,检验磁芯磁通密度和饱和裕度 (9) 4 反激变压器饱和及暂态影响 (10) 1.导论 由于反激变换器变压器综合了许多功能(储存能量、电隔离、限流电感),并且还常常支持相当大的直流电流成分,故比直接传递能量的正激推挽变压器的设计困难得多、以下变压器设计例子中没选择过程使用反复迭代方法,无论设计从哪里开始没开始时须有大量近似的计算。没有经验工程师的问题是要得到对控制因数的掌握。特别的,磁芯大小、原边电感的选择、气隙的作用、原边匝数的选择以及磁芯内交流和直流电流(磁通)成分的相互作用常常给反激变压器设计带来挑战。 为使设计者对控制因数有好的感觉,下面的设计由检查磁芯材料的特性和气隙的影响开始,然后检查交流和直流磁芯极化条件,最后给出100W变压器的完整设计。 2.磁芯参数和气隙的影响 图1表示一个铁氧体变压器在带有和不带气隙时典型的B/H(磁滞回归线)环。 注意到虽然B/H环的磁导率(斜率)随气隙的长度变化,但磁芯和气隙结合后的饱和磁通密度保持不变。进一步,在有气隙的情况下,磁场强度H越大,剩磁通密度B r越低。这些变化对反激变压器非常有用。

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算教学内容

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. .输入电压范围Vin=85—265Vac; .输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; .变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V). 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dm ax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A

85W反激变压器设计实例

85W反激变压器设计的详细步骤 1. 确定电源规格. 1).输入电压范围Vin=90—265Vac; 2).输出电压/负载电流:Vout1=42V/2A, Pout=84W 3).转换的效率?=0.80 Pin=84/0.8=105W 2. 工作频率,匝比, 最低输入电压和最大占空比确定. Vmos*0.8>Vinmax+n(Vo+Vf) 600*0.8>373+n(42+1) 得n<2.5 Vd*0.8>Vinmax/n+Vo 400*0.8>373/n+42 得n>1.34 所以n取1.6 最低输入电压 Vinmin=√[(Vacmin√2)* (Vacmin√2)-2Pin(T/2-tc)/Cin =(90√2*90√2-2*105*(20/2-3)/0.00015=80V 取:工作频率fosc=60KHz, 最大占空比Dmax=n(Vo+Vf)/[n(Vo+Vf)+Vinmin]= 1.6(42+1)/[1.6(42+1)+80]=0.45 Ton(max)=1/f*Dmax=0.45/60000=7.5us

3. 变压器初级峰值电流的计算. Iin-avg=1/3Pin/Vinmin=1/3*105/80=0.4A ΔIp1=2Iin-avg/D=2*0.4/0.45=1.78A Ipk1=Pout/?/Vinmin*D+ΔIp1=84/0.8/80/0.45=2.79A 4. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vinmin*T on(max)/ΔIp1 =80*0.0000075/1.78 =337uH 取Lp=337 uH 5.变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=Pt*1000000/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(标称输出功率)= Pout=84W Ko(窗口的铜填充系数)=0.4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=4A/mm2; Aw*Ae=84*1000000/[2*0.4*1*60*103*1500Gs*4*0.80] =0.7cm4 考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表: ER40/45铁氧体磁芯的有效截面积Ae=1.51cm2

反激式变压器的设计实例

反激式变压器的设计实例 尽管在buck变换器的设计中没有用到反激式变压器,但由于反激式变压器介于电感与变压器之间,为了帮助大家进一步搞清楚这个特殊的磁性元件,在此我们给出反激式变压器的设计,并作为设计范例。介绍的内容要比直流电感简单一些,但是很多方面是一致的。说明一下,这里设计的反激式变压器是有隔离的,而非隔离反激式电感的设计除了没有副边以外,其他的几乎相同。我们的设计要求为:直流输入电压为48V(为了简便起见,假设没有线电压波动),功率输出为10W,开关频率是250kHz,允许功率损耗0.2W(根据总的损耗,可以知道变换器的效率要求),因此变换器效率为98%(0.2W/10W=2%)。效率的大小与磁芯的尺寸有关,变压器体积越小,效率越低。 (隔离、断续模式的)反激式变压器原边设计时只需要用到四个参数:输出功率、开关频率、功耗、输入电压(设计非隔离反激式电感也只需这四个参数)。这里,我们还没有提到电感量,电感量由很多参数决定,在下面的内容中我们将会介绍它们之间的关系。 我们用UC3845芯片(8脚、中等价格)提供PWM信号,其最大占空比为45%,占空比的大小是根据变换器是工作在连续状态还是断续状态来确定的,稍后的章节中将介绍如何计算占空比,在这个例子中,我们选用断续模式。 我们再增加一项设计要求:就是变压器体积要尽量小,有一定的高度限制。我们将会看到,变压器的设计与电感的设计不完全相同,变压器通常可以选用多种不同的磁芯来实现相同的电气特性。在这个例子中,还要根据其他一些要求来选择磁芯,包括尺寸、成本等因素。 1 反激式变压器的主要方程 首先,我们做一些基本的准备工作。正如这一章一开始介绍的理论内容中所说的那样,当反激式变换器原边开关器件导通时,变压器原边绕组的作用相当于一个电感。电压加在原边电感上,开关导通期间,电流持续上升: 这里,DC是占空比,f是开关频率,T=1/f是开关周期,这个方程适用于电流断续模式反激式变压器,原边电流波形如图案5-17所示。

TI 反激变压器设计

26.5W AC/DC Isolated Flyback Converter Design

TASK : 26.5W 9-Outputs AC/DC Isolated Flyback Converter Design SPECIFICATION: Technical Specification on Sept 10, 2008 DATE: 15 Sept. 2008

Customer Specification f L 100Hz :=Line frequency fs 100kHz :=Switching frequency Vo 1 5.0V :=Main output voltage Io 1_max 2A :=Main Nominal load current Vo 215.0V :=Io 2_max 30mA :=Vo 315.0V :=Io 3_max 30mA :=Vo 415.0V :=Io 4_max 0.3A :=Vo 524.0V :=Io 5_max 0.1A :=Vo 618.0V :=Io 6_max 0.12A :=Vo 718.0V :=Io 7_max 0.12A :=Vo 818.0V :=Io 8_max 0.12A :=Vo 918.0V :=Io 9_max 0.12A :=+5V Output ripple voltage Vr 100mV :=+5VStep load output ripple voltage ΔVo step 150mV :=ΔIo 5V Io 1_max 80?% :=+5V Step load current amplitude η0.70 :=

最新反激式开关电源变压器设计原理

反激式开关电源变压器设计原理

反激式开关电源变压器设计原理 (Flyback Transformer Design Theory) 第一节. 概述. 反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图. 一、反激式转换器的优点有: 1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求. 2. 转换效率高,损失小. 3. 变压器匝数比值较小. 4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求. 二、反激式转换器的缺点有: 1. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下. 2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大. 3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂. 第二节. 工作原理 在图1所示隔离反驰式转换器(The isolated flyback converter)中, 变压器" T "有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下: 当开关晶体管 Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律 : (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边 绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2. 由图可知,导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1、确定电源规格、 、输入电压范围Vin=85—265Vac; 、输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 、变压器的效率?=0、90 2、工作频率与最大占空比确定、 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0、45、 T=1/fosc=10us、Ton(max)=0、45*10=4、5us Toff=10-4、5=5、5us、 3、计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n)、 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V)、 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n、n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0、45]/[(5+1、0)*0、55]=13、64 4、变压器初级峰值电流的计算、 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v与+12v整流二极管的正向压降均为1、0V、+5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1、2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0、90*(1+0、4)*100*0、45] =3、00A Ip2=0、4*Ip1=1、20A 5、变压器初级电感量的计算、 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4、5/[3、00-1、20] =250uH 6、变压器铁芯的选择、 根据式子Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85W Ko(窗口的铜填充系数)=0、4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0、4*1*100*103*1500Gs*5*0、90]

反激式变压器的设计步骤

反激式变压器的设计步骤 1 明确产品的设计要求。 一、 输入电压范围(a)220±20% (b)110±20% (c)85-264V (d)220/110V AC. 二、 输入电压、电流,输出电压V 、电流A 。 三、 工作频率F 四、 工作效率 :70-90%,Rcc 一般取70%-75%。 五、 工作占空比 D 取0.45-0.5 2 计算输入功率 Pin=Po/n n:工作效率 3 设算变压器初级的反射电压:V or V or = V min : 滤波电容上的最谷底电压V V min=V acmin *1.414-37V 3 计算匝比:N N= V or:反射电压 V o:输出电压 V f :二极管正向电压 4 计算原边峰电流(Ip )和有效值电流。 I rms = Po/(n* Vmin ) I rms =I p1: 初级有效电流 A Vmin ×D (1-D) V or V o+V f

I p = P in : 输入功率W V min : 滤波电容上的最谷底电压V 或I p = I rms /[(1-0.5*K rp )* D max ] V min=V acmin *1.414-37V K rp : 电流脉动系数 取0.6-0.75 或K rp = △B/ B max △ B= 工作磁感强度 T B max = 饱和磁同密度 I p= I p2: 初级峰值电流 A D max : 最大占空比 5 计算Ip1 I p1=I p2*(1-K rp ) I p2=I p : 初级峰值电流 A 连续模式 非连续模式 F F 6 计算初级电感量 Lp Lp= V min : 最小输入DC 电压 D max : 最大占空比 L p : 初级电感量(mH ) 2Pin V min ×D max ×(2-K rp ) Po I p 2* K rp *(1-0.5* K rp )*F*n

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. .输入电压范围Vin=85—265Vac; .输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; .变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V). 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6.变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(变压器的标称输出功率)= Pout=85W Ko(窗口的铜填充系数)=0.4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

反激变压器设计原理

反激变压器设计原理.txt我这人从不记仇,一般有仇当场我就报了。没什么事不要找我,有事更不用找我!就算是believe中间也藏了一个lie!我那么喜欢你,你喜欢我一下会死啊?我又不是人民币,怎么能让人人都喜欢我?反激变压器设计原理 默认分类 2008-01-21 11:16 阅读273 评论1 字号:大大中中小小一节. 概述. 反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图. 一、反激式转换器的优点有: 1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求. 2. 转换效率高,损失小. 3. 变压器匝数比值较小. 4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求. 二、反激式转换器的缺点有: 1. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下. 2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大. 3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂. 第二节. 工作原理 在图1所示隔离反驰式转换器(The isolated flyback converter)中, 变压器" T "有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下: 当开关晶体管 Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律 : (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2. 由图可知,导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值: Vce max = VIN / 1-Dmax VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期 Dmax = ton / T 由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN. 开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等 NpIp = NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:

反激变压器设计

反激式开关电源变压器的设计(evdi版) 个人感觉反激是入门也是最难的,理解考个人琢磨。 在论坛上方法也学到了不少,加上看了其他的一些文章把自己的看法上传给大家,望大家指教。谢谢 Evdi 9.28 设计目标:Vin AC90-260 V o 15v Iomax 2A f 100k 运行方式:Iomax ccm 65%Iomax dcm 这里我们设计得是工作于CCM和DCM得电路,所以我们应该考虑两个点: 1负载最大时点Iomax 2 DCM与CCm的临界点,这时得Io=65%Iomax 1临界点 1.1计算匝比与最大占空比 这里有两种方法,其实实质都是一样只是在操作上有些不同,但都存在着一个共同点:主观性. 1.1.1从V or着手 这里要分两步: (1)得出V or取值 首先需要了解一下反激的原理,简单点说反激就是buck-boost电路和变压器的和体。V or为反激电压,就是在Mosfet关断时,次级导通使初级感应得电压,这里是起到了承接两者的关系因此在设计时可以先考虑V or的取值。 对于buck-boost: Vdc*Ton=V or*Toff Q-1 对于变压器匝比V or*Np=V o*Ns Q-2 对于V or的取值,对此总结如下: 这里要从mosfet关断时所受的电压应力着手考虑。当mosfet关断时 存在V or+Vdcmax+Vspike+Vmargin=Vdss 选用Vdss=600vmosfet Vdcmax=Vimax*1.4=365v Vspike大约=95v Vmargin取30-70v 得到V or为70-110v。其实我们这里选得值都时大约值,比如Vdss我们当然可以选择更大得耐压值,计算会导致V or变大,但是我们有个前提就是V or有一个限度这个限度是使Dmax不能大于50%。其实这里V or是个考虑综合因素取得一个较为主观得值。 (2)算出匝比和最大占空比 由Q-2式Np/Ns=V or/(V o+Vf) 当V or为70时:Np/Ns=4.3 当V or为110时:Np/Ns=6.8 这里我们取Np/Ns=5,因为V or取值一般小些比较好,所以V or=80v 由Q-1式当Vdc最小时,Ton肯定时最大,所以 Dmax*Vdcmin=V or*(1-Dmax) 这里Vdcmin我们取100 算得Dmax=0.44 1.1.2绕过V or,直接先假设Dmax

反激变换器变压器设计

华中科技大学文华学院 毕业设计(论文)反激变换器的变压器设计 学生姓名:蔡明皓学号:080301011106 学部(系):机械与电气工程学部 专业年级: 08级电气工程及其自动化 指导教师:张亚兰职称或学位:助教 2012 年 5 月20日

目录 摘要 (2) 关键词 (2) Abstract (3) Key Words (3) 前言 (4) 1变压器的简介 (5) 1.1变压器的基本原理 (5) 1.2变压器的分类 (6) 1.3变压器的组成 (7) 1.4高频变压器和普通变压器的设计的区别 (7) 2 反激变压器简介 (9) 2.1反激式变换器的简介 (9) 2.3反激式开关电源变压器的工作原理 (9) 2.4三种工作模式 (10) 2.4.1 连续电流模式(CCM) (10) 2.4.2断续电流模式(DCM) (11) 2.4.3 临界电流模式(CRM) (11) 2.4.4 结论 (12) 2.5研究意义 (12) 3 反激变换器的变压器的设计 (14) 3.1已知参数的设定 (14) 3.2主要参数的确定 (14) 结束语 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19)

反激变换器的变压器设计 摘要 本文学习了变换器的工作原理,类型与组成。阐述了反激式变换器的变压器,在三种工作模式下,反激变换器的工作特点及三种工作模式的优缺点;反激变压器的工作原理,最后设计了反激式变换器的变压器的参数。得到了一种反激变压器的参数设计方法。 关键词反激式;变压器;参数设计

Design of Flyback converter Transformer Abstract This paper studies the working principle of the transformer,classification and component。Later on,to Flyback converter Transformer,when it works on three operating model,what working characteristics shows and advantages and disadvantages of three operating model;studied the working principle of Flyback converter Transformer。Finally done the design of parameter in Flyback converter Transformer,get one kind of method to design the parameter in Flyback converter Transformer。 Key Words: Flyback;Transformer;design of Parameter

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