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反激变压器

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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/(23)

 

*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=5A32V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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