反激式開關(guān)電源變壓器的設計寶典

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1、反激式開關(guān)電源變壓器的設計反激式變壓器是反激開關(guān)電源的核心，它決定了反激變換器一系列的重要參數(shù)，如占空比D，最大峰值電流，設計反激式變壓器，就是要讓反激式開關(guān)電源工作在一個合理的工作點上。這樣可以讓其的發(fā)熱盡量小，對器件的磨損也盡量小。同樣的芯片，同樣的磁芯，若是變壓器設計不合理，則整個開關(guān)電源的性能會有很大下降，如損耗會加大，最大輸出功率也會有下降，下面我系統(tǒng)的說一下我設計變壓器的方法。設計變壓器，就是要先選定一個工作點，在這個工作點上算，這個是最苛刻的一個點，這個點就是最低的交流輸入電壓，對應于最大的輸出功率。下面我就來算了一個輸入85V

2、到265V，輸出5V，2A的電源，開關(guān)頻率是100KHZ。第一步，選定原邊感應電壓VOR圖一這個值是由自己來設定的，這個值就決定了電源的占空比。可能朋友們不理解什么是原邊感應電壓，為了便于理解，我們從下面圖一所示的例子談起，慢慢的來。這是一個典型的單端反激式開關(guān)電源，大家再熟悉不過了，下面分析一下一個工作周期的工作情況，當開關(guān)管開通的時候，原邊相當于一個電感，電感兩端加上電壓，其電流值不會突變，而線性的上升，有公式上升了的電流：I升=VS*Ton/L這三項分別是原邊輸入電壓、開關(guān)開通時間和原邊電感量．在開關(guān)管關(guān)斷的時候，原邊電感放電，電感電流

3、又會下降，同樣要尊守上面的公式定律，此時有下降了的電流：Ｉ降=VOR*TOFF/L這三項分別是原邊感應電壓（即放電電壓）、開關(guān)管關(guān)斷時間和電感量．在經(jīng)過一個周期后，原邊電感電流會回到原來的值，不可能會變，所以，有：VS*TON/L=VOR*TOFF/L即上升了的等于下降了的，懂嗎？好懂吧!上式中可以用Ｄ來代替TON，用(１－Ｄ)來代替TOFF。移項可得：D=VOR/（VOR+VS）此即是最大占空比了。比如說我設計的這個變壓器，我選定感應電壓為80V，VS為90V，則D=80/（80+90）=0.47第二步,確定原邊電流波形的參數(shù)原邊電流波形有

4、三個參數(shù),平均電流,有效值電流,峰值電流.,首先要知道原邊電流的波形,原邊電流的波形如下圖所示。這是一個梯形波橫向表示時間,縱向表示電流大小,這個波形有三個值,一是平均值,二是有效值I,三是其峰值IP,平均值就是把這個波形的面積再除以其時間.如下面那一條橫線所示,首先要確定這個值，這個值是這樣算的，電流平均值：=PO/（η*VS）因為輸出功率除以效率就是輸入功率，然后輸入功率再除以輸入電壓就是輸入電流，這個就是平均值電流。下一步求電流峰值?！鱅MIPItiO圖二為了求電流峰值我們還要設定一個參數(shù)，這個參數(shù)就是KRP，所謂KRP，就是指最大脈動

5、電流△IM和峰值電流IP的比值（圖二所示），KRP的取值范圍在0和1之間。這個值很重要。已知了KRP，現(xiàn)在要解方程了，都會解方程吧，這是初一的應用題啊，我來解一下，已知這個波形一個周期的面積S=*1，這個波形的面積S等于：S=IM*KRP*D/2+IM*（1-KRP）*D，所以有電流平均值等于上式，解出來峰值電流：IM=/[(1-0.5KRP）*D]。比如說我這個輸出是10W，設定效率是0.8，則輸入的平均電流就是:=10/0.8*90=0.138A,我設定KRP的值是0.6，而最大值：IM=0.138/(1-0.5KRP).D=0.138/

6、(1-0.5*0.6)*0.47=0.419A.下面球電流的有效值I,電流有效值和平均值是不一樣的,有效值的定義還記得嗎,就是說把這個電流加在一個電阻上,若是其發(fā)熱和另處一個直流電流加在這個電阻上發(fā)熱效果一樣的話,那么這個電流的有效值就等于這個直流的電流值.所以這個電流的有效值不等于其平均值,一般比其平均值要大.而且同樣的平均值,可以對應很多個有效值,若是把KRP的值選得越大,有效值就會越大,有效值還和占空比D也有關(guān)系,總之.它這個電流波形的形狀是息息相關(guān)的.我就直接給出有效值的電流公式,這個公式要用積分才能推得出來,我就不推了,只要大家區(qū)分

7、開來有效值和平均值就可以了.I=IP如圖一所示電路,電流有效值：I=0.419=0.20A.所以對應于相同的功率,也就是有相同的輸入電流時,其有效值和這些參數(shù)是有關(guān)的,適當?shù)恼{(diào)整參數(shù),使有效值最小,發(fā)熱也就最小,損耗小.這便優(yōu)化了設計.第三步,選定變壓器磁芯這個就是憑經(jīng)驗了,如果你不會選,就估一個,計算就行了,若是不行,可以再換一個大一點的或是小一點的,不過有的資料上有如何根據(jù)功率去選磁芯的公式或是區(qū)線圖,大家不妨也可以參考一下.我一般是憑經(jīng)驗來的.第四步,計算變壓器的原邊匝數(shù)原邊使用的線徑.計算原邊匝數(shù)的時候,要選定一個磁芯的振幅B,即這個

8、磁芯的磁感應強度的變化區(qū)間,因為加上方波電壓后,這個磁感應強度是變化的,正是因為變化,所以其才有了變壓的作用,NP=VS*TON/SJ*B這幾個參數(shù)分別是原邊匝數(shù),