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1、反激式開關電源變壓器設計學習培訓教材一、變壓器的設計步驟和計算公式： 1.1變壓器的技術要求:輸入電壓范圍； 輸出電壓和電流值； 輸出電壓精度； 效率η；磁芯型號； 工作頻率f；最大導通占空比Dmax；最大工作磁通密度Bmax;其它要求。1.2估算輸入功率，輸出電壓，輸入電流和峰值電流:1）估算總的輸出功率：Po=V01xI01+V02xI02……2）估算輸入功率：Pin=Po/η3）計算最小和最大輸入電流電壓Vin(MIN)=ACMINx1.414(DCV)Vin(MAX)=ACMAXx1.4
2、14(DCV)4）計算最小和最大輸入電流電流Iin(MIN)=PINxVIN(MAX)Iin(MAX)=PINxVIN(MIN)5）估算峰值電流：KPOUTIPK=VIN(MIN)其中：K=1.4(Buck、推挽和全橋電路）K=2.8(半橋和正激電路）K=5.5(Boost，Buck-Boost和反激電路）1.3確定磁芯尺寸確定磁芯尺寸有兩種形式，第一種按制造廠提供的圖表，按各種磁芯可傳遞的能量來選擇磁芯，例如下表：表一輸出功率與大致的磁芯尺寸的關系 輸出功率/WMPP環(huán)形E-E、E-L等磁芯
3、 磁芯直徑/（in/mm)(每邊)/(in/mm)<50.65(16)0.5(11)<250.80(20)1.1(30)<501.1(30)1.4(35) <1001.5(38)1.8(47) <2502.0(51)2.4(60)第二種是計算方式，首先假定變壓器是單繞組，每增加一個繞組并考慮安規(guī)要求，就需增加繞組面積和磁芯尺寸，用“窗口利用因數(shù)”來修整。單繞組電感磁芯尺寸按下式計算： 0.68Poutdwx105Ap=AwAe=Bmaxf式中：dw------一次繞組導線截面積，單位為：cm2
4、；Bmax----最大工作磁通密度，單位為T； f-------工作頻率，單位為Hz; Pout----變壓器總輸出功率，單位為W。窗口利用因數(shù)按下表計算。表二變壓器窗口利用因數(shù) 變壓器情況窗口 反激式變壓器1.1一個二次繞組1.2 兩個或多個二次繞組1.3 相互隔離的二次繞組1.4 滿足UL或CSA標準1.1 滿足IEC標準1.2 法拉第屏屏蔽1.1用下式按變壓器情況將各窗口利用因數(shù)綜合起來Knet=Ka.Kb…最后以下式可以估算出變壓器磁芯尺寸A’p=Knet.Ap按照上計算A’P值,加
5、一定裕度,選取相適應的磁芯.1.4計算一次電感最小值LpriVin(min).DmaxLpri=(H)Ipkf式中：f單位為Hz 1.5計算磁芯氣隙Lgap0.4πLpriIpk.108Lgap=cm2AeB2max其中：Ae=磁芯有效截面積，單位為cm2Bmax=單位為G；Lpri=單位為H。按照計算的氣隙量實測出磁芯的AL值。1.6計算一次繞組所需的最大匝數(shù)NpriLpriNpri=AL1.7計算二次主繞組（輸出功率最大的繞組）所需匝數(shù)Ns1Npri(V01+VD1)(1-Dmax)NS1
6、=(匝)Vin(min)Dmax1.8計算二次其它繞組所需匝數(shù)Nsn(Von+VDn)Ns1Nsn=(匝)V01+VD11.9檢查相應輸出端的電壓誤差VsnδVsn%=((=N’sn-Vsn)/Vsn)x100%Nsn式中：δVsn%————相應輸出電壓精度%;Vsn————相應輸出電壓值；Nsn————計算的相應輸出電壓匝數(shù)；N’sn————選取的整數(shù)相應輸出電壓匝數(shù)。 如果輸出電壓不能滿足規(guī)定的精度，可以將主輸出繞組Ns1增加一匝，再計算相應輸出繞組匝數(shù)，看能否滿足相應精度，如果這樣修改結
7、果仍不滿足要求，只可回到開始階段，增加一次繞組匝數(shù)，重新計算一次繞組匝數(shù),直到滿足要求為止，但是增加一次繞組匝數(shù)，會使變壓器工作磁通密度向小的方向調整,這可能造成在較低輸入電壓時,輸出無法達到額定的電壓,所以在變壓器設計時要適當?shù)奶幚砗幂敵鲭妷壕群皖~定輸出電壓值的關系.1.10計算和選取繞組導線線徑 繞組導線線徑按下式計算dwn=1.13In(mm)J式中：dwm————相應繞組線徑，單位為mm; In————相應繞組額定電流，單位為A； J————電流密度，單位為A/mm2,一般取3-10A
8、/mm2選取各繞組線徑后，按下式計算在開關工作頻率時導線的趨膚深度，如果導線線徑超過趨膚深度，應選用導線截面積相近的多股線繞制。66.1S=(mm) f式中：S————導線趨膚深度，單位為:mm; f————開關工作頻率，單位為Hz.1.11計算變壓器銅損1）按照選取的磁芯，估算出變壓器平均繞組長度MLT。例如對EE型磁芯MLT估算方法如下：MLT=E+D+（E-D）+2C=2E+2C其它型號磁芯估算MLT可依此方法類推。 2）按下試計算各繞組銅損Pcun=(Nn*MLT*Rn)In2式中：Pc
