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一.反激变压器
1.占空比和匝比
反激变压器的设计和损耗计算需要决定占空比D,再由占空比D决定变比
占空比为0.5的变比为最佳,可以避免高的峰值电流和电压(晶体管)
2.线圈电流参数计算
1)分析典型的波形的直流、交流和总的有效值
2)计算与磁芯饱和,磁芯损耗,线圈损耗最坏情况的电流
*连续三角波计算CRM
电流平均值:
Idc=Ia
电流总的有效值:
I=√[Ia^2+(ΔI^2)/12]
交流分量有效值
Iac=ΔI/(2√3)
*断续三角波计算DCM
电流平均值:
Idc=D*Ip/2
电流总的有效值:
I=Ip*√(D/3)
交流分量有效值
Iac=Ip*√[(D/3)-(D^2/4)]
*连续三角波计算CCM
电流平均值:
Idc=D*Ia
电流总的有效值:
I=Ia*√D
对于所有波形有效值计算公式:交流有效值^2=总有效值^2-直流分量^2
3.连续工作模式
*交流纹波分量与满载直流分量相比很小,因此磁芯损耗可以忽略
*线圈中产生的交流分量,引起了明显的高频效应
*次级电流的直流分量等于输出电流,与输入电压Ui无关
*在最低输入电压时,占空比最大,初级直流和峰值直流以及总的电感电流达到最大,是磁芯饱和和线圈损耗最坏的情况
*在高输入电压时,占空比最小,总电感电流,交流纹波电流和磁芯损耗最大
二.设计一个安匝连续的反激变压器
1.决定反激变压器的有关参数
输入电压Ui=28V
输出电压Uo=5v
满载电流Io=10A
电路拓扑:反激连续模式
开关频率:100K
设定占空比:0.5
最大纹波电流ΔI: I2=5A(32V输入时)
峰值电路电流Isp=25A
次级电感L=6.8uH
最大损耗:2w
最大温升:40℃
冷却方式:自然对流
2.初步计算匝比和占空比
*计算匝比
n=(28/5.6)*(0.5/1-0.5)=5
*最恶劣情况时的占空比
D(24V)=(5*5.6)/(24+5*5.6)=0.538
1-D(24V)=0.462
3.用产品手册选择磁芯
100℃饱和磁通密度0.32T的铁氧体
4.最大磁芯的磁通密度确定
CCM模式,饱和限制了最大磁通密度Bmax=0.3T
因此在短路峰值电流时,B达到最大
ΔBmax=Bmax*(ΔI/Isp)=0.3*(5/25)=0.06T
5.预选磁芯型号
L电感量,Isp峰值短路电流,Ifl满载电流,Bmax饱和磁通密度
AP=Ae*Aw
6.热阻和允许损耗
7.根据电感量计算次级匝数
*初级匝数N1=N2*n=6*5=30
8.计算气隙长度δ
其中Dcp为中柱直径
END
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