单级QR反激式变压器设计大全

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反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计反激式变压器是反激式开关电源的核心,它决定了反激式变换器一系列的重要参数,如占空比D ,最大峰值电流,设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。

这样可以让其发热量尽量小,对器件的磨损也尽量小。

同样的芯片,同样的磁芯,若是变压器设计不合理,则整个开关电源性能会有很大的下降,如损耗会加大,最大输出功率会下降.设计变压器,就是要先选定一个工作点,在这个点就是最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率。

第一步,选定原边感应电压V OR 。

这个值是有自己来设定的,这个值就决定了电源的占空比.可能朋友们不理解什么是原边感应电压。

我们分析一个工作原理图。

当开关管开通的时候,原边相当于一个电感,电感两端加上电压,其电流值不会突变,而线性上升:I 升=Vs*Ton/L 。

这三项分别是原边输入电压,开关开通时间和原边电感量。

在开关管关断的时候,原边电感放电,电感电流会下降,此时有下降了的电流:I 降=V OR *T OFF /L 。

这三项分别是原边感应电压(即放电电压)、开关管管段时间和电感量。

经过一个周期后,原边电感电流会回到原来的值,不可能会变,所以有:Vs *T ON /L=V OR *T OFF /L 。

即上升了的等于下降了的。

上式中用D 来代替T ON ,用(1-D )来代替T OFF .移项可得:D=V OR /(V OR +Vs)。

这就是最大占空比了.比如说我设计的这个变压器,我选定电感电压V OR =20V ,则Vs 为24V ,D=20/(20+24)=0。

455。

第二步,确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数,平均电流,有效值电流,峰值电流,首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下。

这是一个梯形波横向表示时间,总想表示电流大小,这个波形有三个值,一个是平均值I 平均,二是有效值I ,三是峰值Ip 。

首先要确定平均值I 平均:I 平均=Po/(η*Vs )。

单端反激开关电源变压器方案设计书

单端反激开关电源变压器方案设计书

单端反激开关电源变压器设计开关电源功率变压器的设计方法作者:编辑:admin 发布时间:2006-9-27 QQ群交流:查看群号|医药黄页|资料下载无忧新闻摘要:1开关电源功率变压器的特性功率变压器是开关电源中非常重要的部件,它和普通电源变压器一样也是通过磁耦合来传输能量的。

不过在这种功率变压器中实现磁耦合的磁路不是普通变压器中的硅钢片,而是在高频情况下工作的磁导率较高的铁氧体磁心或铍莫合金等磁性材料,其目的是为了获得较大的励磁电感、减小磁路中的功率损耗,使1开关电源功率变压器的特性功率变压器开关电源中非常重要的部件,它和普通电源变压器一样也是通过磁耦合来传输能量的。

不过在种功率变压器中实现磁耦合的磁路不是普通变压器中的硅钢片,而是在高频情况下工作的磁导率较高的铁氧体磁心或铍莫合金等磁性材料,其目的是为了获得较大的励磁电感、减小磁路中的功率损耗,使之能以最小的损耗和相位失真传输具有宽频带的脉冲能量。

图1(a)为加在脉冲变压器输入端的矩形脉冲波,图1(b)为输出端得到的输出波形,可以看出脉冲变压器带来的波形失真主要有以下几个方面:图1脉冲变压器输入、输出波形(a)输入波形(b)输出波形(1)上升沿和下降沿变得倾斜,即存在上升时间和下降时间;(2)上升过程的末了时刻,有上冲,甚至出现振荡现象;(3)下降过程的末了时刻,有下冲,也可能出现振荡波形;(4)平顶部分是逐渐降落的。

这些失真反映了实际脉冲变压器和理想变压器的差别,考虑到各种因素对波形的影响,可以得到如图2所示的脉冲变压器等效电路。

图中:Rsi——信号源Ui的内阻Rp——一次绕组的电阻Rm——磁心损耗(对铁氧体磁心,可以忽略)T——理想变压器Rso——二次绕组的电阻RL——负载电阻C1、C2——一次和二次绕组的等效分布电容Lin、Lis——一次和二次绕组的漏感Lm1——一次绕组电感,也叫励磁电感n——理想变压器的匝数比,n=N1/N2图2脉冲变压器的等效电路将图2所示电路的二次回路折合到一次,做近似处理,合并某些数,可得图3所示电路,漏感Li包括Lin和Lis,总分布电容C包括C1和C2;总电阻RS包括Rsi、RP和Rso;Lm1是励磁电感,和前述的Lm1相同;RL′是RL等效到一次侧的阻值,RL′=RL/n2,折合后的输出电压U′o=Uo/n。

单端反激变换器变压器设计

单端反激变换器变压器设计

一、确定电源输入与输出参数:1、输入最小交流电压:( V )≔ACmin 902、输入最大交流电压:( V )≔ACmax 2653、输出直流电压:( V )≔Vout 124、输出直流电流:( A )≔Iout 105、芯片VCC 电压:( V )≔Ic_Vcc 186、输出直流电流:( A )≔Ic_i 0.017、预设效率:( 100% )≔η%808、工作频率(KHz)≔fsoc 659、模式K 系数(K )≔K 0.510、导线电流密度(A )≔Iu 8导线电流密度:5-10范围11、开关管耐压值(V )≔Vds 60012、二极管压降值:(V )≔Vf 0.614、磁芯参数:(PQ:3525)a.磁芯中柱截面积:(cm²)≔Ae 0.196窗口长度:(mm²)≔Wl 13.5b.磁芯中柱截面积:(mm²)≔Bw 0.2备注:PC40选0.2,PC45选0.15二、计算:输入最小DC 电压:( V )≔Dcmin =⋅⋅ACmin ‾‾20.911513、估算漏感反射电压(V )≔Vlr 150输入最大DC 电压:( V )≔Dcmax =⋅ACmax ‾‾2375输出功率:( W)≔Po =⋅Vout Iout 120输入功率:( W)≔Pin =――Po η150最小滤波电容:( uF)≔Mincap =⋅1.3Po 156计算最小反射电压容量(V )≔Vor =−−Vds Dcmax Vlr 75周期时间:( us)≔t =⋅――1fsoc100015.385最大占空比:≔Dmax =―――――Vor+Dcmin Vor0.396最大导通时间:( us)≔Tonmax =⋅t (−1Dmax )9.286原边最大峰值电流(A )≔Ip =――――――⎛⎜⎝―――――Po⋅Dmax Dcmin ⎞⎟⎠0.45 5.872原边电感量:(mH )≔Lp =―――――⋅Dmax Dcmin ⋅⋅fsoc Ip K 0.238≔N =――――Vor+Vout Vf 5.971原边与副边匝比:原边匝数:≔Np =――――(⋅⋅Lp Ip K )(⋅Bw Ae )17.82副边匝数:≔Ns =――Np N 2.98匝数取整:≔Ns 3根据副边重算原边匝数:≔Np2=⋅Ns N 17.91取值:≔Np218新的匝比:≔N2=――Np2Ns6依据匝比和余量计算Vor:≔Vor2=⋅⋅N2(+Vout Vf )2151.2原边线径:(mm)≔Dwp =――――‾‾‾‾‾‾2⎛⎜⎜⎝――⎛⎜⎝―Ip Iu ⎞⎟⎠⎞⎟⎟⎠0.750.645原边绕线股数:≔Npturn 5每股线径(mm )≔Dwp2=2‾‾‾‾‾‾‾‾‾⎛⎜⎜⎝―――⎛⎜⎝――Dwp 2⎞⎟⎠2Npturn ⎞⎟⎟⎠0.288副边峰值电流:≔Is =――――⋅2Iout−1Dmax33.14副边线径:(mm )≔Dws =‾‾‾‾‾‾24――⎛⎜⎝―Is Iu ⎞⎟⎠ 2.3副边绕线股数:≔Nsturn 5副边线径:(mm )≔Dws2=2‾‾‾‾‾‾‾‾‾⎛⎜⎜⎝―――⎛⎜⎝――Dws 2⎞⎟⎠2Nsturn ⎞⎟⎟⎠1.03VCC 辅助绕组匝数:≔Nv =⋅―――Ic_Vcc VoutNs 4.5VCC 匝数取整:≔Nv24三、参数映射结果:开关管MOS 电流:≔IDmos =⋅Ip 2.816.443开关管MOS 耐压包含余量:≔Vmos_ds =+Dcmax Vor2526输出二极管Vmf 值:≔Vmf =――――――(+Vout Dcmax )⋅0.85N275.837四、输出结果:原边匝数:T副边匝数:T=Np218=Ns 3原边电感量:mH =Lp 0.238辅助绕组匝数:T=Nv24MOS 管电流值:A=IDmos 16MOS 管耐压值:V ≔Vmos =Vmos_ds 526二极管方向耐压值:V=Vmf 76二极管电流值:A≔Idio =⋅1.2Is 40。

单端反激式开关电源变压器的设计

单端反激式开关电源变压器的设计

· 59 ·研制开发单端反激式开关电源变压器的设计顾伟康(国网浙江省电力有限公司 湖州供电公司,浙江文章针对开关电源变压器设计中存在公式繁多,参数计算困难等问题,提出了一种简单实用的设计方法。

该方法统一了变压器工作在电流连续模式和断续模式下的计算公式,有效解决了原边电感值、线圈匝数、线径、磁芯大小等参数的设计,降低了设计难度,提高了设计效率,并给出了设计实例。

开关电源;反激式变压器;参数Design of Single-Ended Flyback Transformers in Switching Power SupplyGU WeikangHuzhou Power Supply Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co.The paper puts forward a simple and practical design method for there are many issues such as various parameter calculation difficulty in switching power supply transformer. This method unified the formulas of current continuous mode and current discontinuous mode ,effectively solved the original side inductance value core size and so on ,reduced the design difficulty 图1 单端反激式变压器原理图2 单端反激式变压器的设计单端反激式变压器设计流程图如图2所示。

根据下面步骤设计合适的变压器。

2.1 确定系统要求V acmax ,V acmin ,U max ,U min ,V o ,P o ,η等参数值的确定。

反激式开关电源变压器设计说明

反激式开关电源变压器设计说明

2.6 计算一次绕组最大匝数Npri
Lpri 452*10-6
Npri = =
= 61.4匝 取Npri=62匝
AL 120*10-9
2.7 计算二次主绕组匝数NS1〔NS1为DC+5V绕组
Npri<V01+VD><1-Dmax> 62*<5+0.7>*<1-0.5>
Ns1=
=
= 2.78匝
Vin<min>Dmax
技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
表二 变压器窗口利用因数
变压器情况
窗口
反激式变压器 一个二次绕组 两个或多个二次绕组 相互隔离的二次绕组 满足UL或CSA标准 满足IEC标准 法拉第屏屏蔽
1.1 1.2
1.3 1.4 1.1 1.2 1.1
用下式按变压器情况将各窗口利用因数综合起来 Knet=Ka.Kb…
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反激式开关电源变压器设计(2)
变压器绕制结构如下:
0.06/3层 0.06/3层 0.06/3层 0.06/3层
偏置绕组 ½一次绕组 二次绕组 ½一次绕组
3mm
3mm 技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
2.11 计算变压器损耗
1铜损:Pcun = NnV* MLT*Rn>In2 MLT = 2E+2C=2*25.27+2*9.35=69.24mm
5+0.7
取13匝
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反激式开关电源变压器设计(2)
2.9 检查相应输出端电压误差 Vsn
δVsn%=<< = *Ns’n-Vsn>/Vsn>*100% Nsn

反激变换器变压器设计

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 TransformerAbstractThis 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。

反激变压器设计(值得珍藏的资料)

反激变压器设计(值得珍藏的资料)

LE
2 Pi max Emax nV0
2 n 2V02 Emax T
2
……………………………………………………(5)
Emax(V) 300
Vo 24.0
T(s) 0.000020
n 6.0
Pin min(W) 8.0
Le (mH) 11.83
式中:Emax 为输入电压的上限值。 对于连续模式工作反激变压器的初级电感值 L1 应选在 LA 与 LD 之间,若选 L1 大于 LE,满载 时变压器一定进入连续模式工作;若选 L1 小于 LE,对于重载低压,变压器工作在连续模式,到 轻载高压就会自动转化为不连续模式工作。 由于连续模式反激变压器在一定条件下会转变为电流不连续模式工作。 所以我们先讨论一下 纯粹不连续模式工作的反激变压器。
LA
2 2 Emin Ton max ………………………………………………………………(1) 2TPi max
Emin(V) Ton max(s) T(s) Pin max(W) LA (mH) 90 0.000008 0.000020 8.0 1.62
式中:Emax 为输入电压的最低值。 Tonmax 为开关管导通时间最大值。 T 为开关周期。 Pimax 为设定的最大输入功率。 4.2 电流不连续工作模式容许的初级电感最小值 如果初级电感过小,把 Ton 调到最小值时,输入功率可能仍降不到设定的最小值。所以,容 许 L1 的最小值应为 LB。其计算公式为:
2 单端反激变换器的工作原理
单端反激变换器的原理电路如图 1 所示。其工作原理十分简单,当开关管 BG1 导通时,高 频变压器 B1 的原边上有电流 i1 通过,磁心被磁化,由于副边整流二极管 D1 是反接,所以次级 回路形不成电流。当 BG1 关断时,在次级绕组 N2 上产生的感应电动势反向,D1 导通。B1 中储 存的磁能向负载释放。

反激式变压器的设计

反激式变压器的设计

反激式变压器的设计(共7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。

(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。

单端反激式开关电源变压器

单端反激式开关电源变压器

单端反激式开关电源变压器变压器的使用在升压和降压电源中很常见,开关电源根据不同的输出要求采用不同的变压器拓扑电路,同样的电源也采用不同的变压器拓扑实现。

在所有拓扑中反激式变压器构成的升压式开关电源具有电路简单、元器件最少的优点,在小功率开关电源中经常采用。

而变压器的设计需要技术人员根据一些经验参数来进行变压器的设计和绕制。

会出现经验设计多于准确的参数设计,而且在高频条件下变压器的设计和制作不同于普通的工频变压器,更加需要实际经验和理论设计两者相互结合。

本文结合实际设计和制作变压器的经验,提出一种工作于断续电流模式(DCM)下的反激式变压器设计方案,并给出相关参数设计方法。

1 反激式变压器的基本工作原理图1(a)为反激式变压器的工作原理图,其中,开关管VT1的导通和截止使得原边绕组线圈产生交变电流信号。

当原边绕组导通期间,次级绕组输出电压为上负下正,整流二极管VD1和VD2截止,输出电容Co和Cf放电;当原边绕组截止时次级输出电压为上正下负,整流二极管VD1和VD2导通,输出电容Co和 Cf充电,与正激式电路充放电过程相反。

可以从输入输出电压、电流波形关系图1(b)中得出DCM模式下的工作过程。

其中PWM、UDS、 IDl,IF1、Io1、Uo2分别为开关管VT1栅极脉宽调制信号、漏源极电压、整流二极管VD1和VD2电流、负载输出端Co正极性端电压波形、反馈输出端Cf正极性端电压波形。

查看原图(大图)2 单端反激式变压器设计单端反激式变压器设计流程,首先根据逆变升压模块前后电路的需要,列出输入电压、输出电压参数、开关频率、额定输出功率等整个系统需要变压器完成的参数要求,包括Uin(min)、Dmax、F、Po(max)分别为输入直流电压最小值10 V、最大占空比、开关频率10kH-z、输出最大功率15W等参数,然后再按照下面步骤设计合适的开关变压器。

2.1 选定工作点最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率,由原边电感电流在开关管导通和截止期间电流的峰值相等和电磁感应定理得到:式中,Uor为原边反激电压,单位为V;L为原边电感,单位为H。

反激式开关电源变压器设计

反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计
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汇报时间:12月20日
Annual Work Summary Report
一、变压器的设计步骤和计算公式: 1.1 变压器的技术要求: 输入电压范围; 输出电压和电流值; 输出电压精度; 效率η; 磁芯型号; 工作频率f; 最大导通占空比Dmax; 最大工作磁通密度Bmax; 其它要求。 1.2 估算输入功率,输出电压,输入电流和峰值电流: 1)估算总的输出功率:Po=V01xI01+V02xI02…… 2)估算输入功率:Pin= Po/η 3)计算最小和最大输入电流电压 Vin(MIN)=ACMINx1.414(DCV) Vin(MAX)=ACMAXx1.414(DCV)
4)计算最小和最大输入电流电流 Iin(MIN)=PINxVIN (MAX) Iin(MAX)=PINxVIN (MIN) 5)估算峰值电流: K POUT IPK = VIN (MIN) 其中:K=1.4(Buck 、推挽和全桥电路) K=2.8(半桥和正激电路) K=5.5(Boost,Buck- Boost 和反激电路)
1.3 确定磁芯尺寸 确定磁芯尺寸有两种形式,第一种按制造厂提供的图表,按各种磁芯可传递的能量来选择磁芯,例如下表: 表一 输出功率与大致的磁芯尺寸的关系 输出功率/W MPP环形 E-E、E-L等磁芯 磁芯直径/(in/mm) (每边)/(in/mm) <5 0.65(16) 0.5(11) <25 0.80(20) 1.1(30) <50 1.1(30) 1.4(35) <100 1.5(38) 1.8(47) <250 2.0(51) 2.4(60)
2.2 估算输入功率、输入电压、输入电流和峰值电流 1)输出功率:Po=5V*1A+2*12V*1A+24V*1.5A=65W 2) 输入功率:Pin=Po/η=65W/0.8=81.25W 3) 最低输入电压:Vin(min)=AC90V*1.414=DC127V 4) 最高输入电压:Vin(max)=AC240V*1.414=DC340V 5) 最大平均输入电流: Iin(max)=Pin/Vin(min)=81.25WDC127V=DC0.64A 6) 最小平均输入电流: Iin(min)=Pin/Vin(max)=81.25WDC340V=DC0.24A 7) 峰值电流:Ipk=5.5Po/Vin(min)=5.5*65W/127V=2.81A 2.3 确定磁芯型号尺寸 按照表1,65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯 磁芯Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g 2.4 计算一次电感最小值Lpri Vin(min).Dmax 127*0.5 Lpri= = = 452*10-6H=452uH Ipk.f 2.81*50*103 此处选Dmax=0.5

反激变压器设计详解

反激变压器设计详解

注意事项
• 选择合适的磁芯材料和绕组结构 • 遵循设计规范和行业标准
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
反激变压器的分类与特点
反激变压器的分类
• 单端反激变压器:输入输出共用一个绕组 • 双端反激变压器:输入输出各有独立的绕组
反激变压器的特点
• 结构简单,易于集成 • 效率高,损耗较低 • 输出电压稳定,易于调节
反激变压器的主要应用场景
开关电源
• 直流电源转换为稳定直流 • 适用于电子设备、通信设备等
绕组损耗计算
• 根据绕组电阻、绕组电感和工作频率计算绕组损耗 • 考虑绕组绝缘材料和温度影响
反激变压器的效率计算与优化
效率计算
• 根据输入功率、输出功率和损耗计算效率 • 考虑效率计算精度和温度影响
优化方法
• 优化磁芯材料和绕组结构降低损耗 • 提高开关频率和输出电压提高效率
影响反激变压器效率的因素与改进措施
输出电压调整
• 通过改变开关频率或调整输出整流器实现输出电压调整 • 考虑输出电压稳定性和调节精度
输出电流调整
• 通过改变输出滤波器或调整负载实现输出电流调整 • 考虑输出电流稳定性和调节精度
03
反激变压器的损耗与效率计算
磁芯损耗与绕组损耗的计算方法
磁芯损耗计算
• 根据磁通密度、磁芯材料和工作频率计算磁芯损耗 • 考虑磁芯损耗系数和温度影响
• 根据输入电压、输出电压和开关频率计算磁通密度 • 考虑磁芯体积和磁通密度利用率
绕组的结构与匝数设计
绕组结构
• 选择合适的绕组形式,如单层绕组、双层绕组等 • 考虑绕组间距、绕组绝缘和绕组屏蔽

单端反激开关电源变压器设计

单端反激开关电源变压器设计

单端反激开关电源变压器设计时间:2009-01-14 来源: 作者: 点击:47 字体大小:【大 中 小】单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感,它要承担着储能、变压、传递能量等 工作。

下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。

1、 已知的参数 这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定,包括:输入电压 Vin、输出电压 Vout、 每路输出的功率 Pout、效率 η、开关频率 fs(或周期 T)、线路主开关管的耐压 Vmos。

2、 计算 在反激变换器中,副边反射电压即反激电压 Vf 和输入电压之和不能高过主开关管的耐压, 同时还要留有一定的裕量(此处假设为 150V)。

反激电压由下式确定: Vf=VMos-VinDCMax-150V反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。

所以确定了反激电压之后,就可以确定 原、副边的匝比了。

Np/Ns=Vf/Vout另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下, 变压器的磁平衡,可以有下式: VinDCMin•DMax=Vf•(1-DMax)设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为 Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到 Ip2。

若 Ip1 为 0,则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式。

由能量守恒,我们 有下式: 1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η一般连续模式设计,我们令 Ip2=3Ip1 这样就可以求出变换器的原边电流,由此可以得到原边电感量: Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp对于连续模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;对于断续模式,ΔIp=Ip2 。

可由 AwAe 法求出所要铁芯: AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14在上式中, Aw 为磁芯窗口面积,单位为 cm2 Ae 为磁芯截面积,单位为 cm2 Lp 为原边电感量,单位为 HIp2 为原边峰值电流,单位为 A Bw 为磁芯工作磁感应强度,单位为 T K0 为窗口有效使用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为 0.2~0.4 Kj 为电流密度系数,一般取 395A/cm2 根据求得的 AwAe 值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯,这样磁芯 的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感。

反激电源变压器的参数设计

反激电源变压器的参数设计

rMjrlSO230 3由于电感和变压器的初级电感并联,为了直观把电感合二为一,并且调整变压器的同名端得到下图;上面的电路图便是最基本的反激式开关电路图了,由于变压器在开关管导通时储存能量,断开时通过次级绕组释放能量,变压器的实质是耦合电感,耦合电感不仅承担输入与输出的电气隔离,而且实现了电压的变换,而不仅仅是通过改变占空比来实现。

由于此耦合电感并非理想器件,所以存在漏感,而实际线路中也会存在杂散电感。

当MOS关断时,漏感和杂散电感中的能量会在MOS的漏极产生很高的电压尖峰,从而会导致器件的损坏。

故而,我们必须对漏感能量进行处理,最常见的就是增加一个RCD吸收电路。

用C来暂存漏感能量,用R来耗散之。

murtSOmuv490 4-T»>1irfp460^4二极管的反向恢复电流理想的二极管在承受反向电压时截止,不会有反向电流通过。

而实际二极管正向导通时,PN结内的电荷被积累,当二极管承受反向电压时,PN结内积累的电荷将释放并形成一个反向恢复电流,它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。

反向恢复电流在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强烈的高频衰减振荡。

因此,输出整流二极管的反向恢复噪声也成为开关电源中一个主要的干扰源。

可以通过在二极管两端并联RC缓冲器,以抑制其反向恢复噪声,碳化硅材料的肖特基二极管,恢复电流极小。

形成原因二极管在接反向电压的时候,在两边的空穴和电子是不接触的,没有电流流过,但是同时形成了一个等效电容(因为两边带电么,而且这个值又不为零),如果这个时候改变两边的电压方向,自然有一个充电的过程,这个时间就是了。

由输出整流二极管产生的干扰在输出整流二极管截止时,有一个反向电流,它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。

其中能将反向电流迅速恢复到零点的二级管称为硬恢复特性二极管,这种二极管在变压器漏感和其它分布参数的影响下,将产生较强的高频干扰,其频率可达几十MHz。

反向恢复过程短的二极管称为快恢复二极管(Fast Recovery Diode)。

单端反激式开关电源变压器设计

单端反激式开关电源变压器设计

单端反激式开关电源变压器设计输入Vacmin Vacmax 电源功率(W) Pout 预设效率(%) η 工作频率(KHz) f MOS耐压(V) Vmosmax 连续模式输入断续模式输入输入电压(V) 磁芯预选:磁芯型号磁芯截面(mm2) Ae 磁感应强度(T) Bw 输出电压(V) 输出电流(A) 辅助电压(V) 辅助电流(A) Vout Iout Va Ia 86.00 265.00 45.00 87.00 70.00 600.00 0.50 1.00 0.50 EE13 EE13 17.20 0.20计算结果Vdcmin Vdcmax 反射电压(V) Vf 周期μ s T 最大导通时间( μs) t 最大占空比Dmax 输入功率(W) Pin 初级电流Ip 最大电感量(mH) Lp 初级次级匝数比n 磁芯气隙(cm) lg 输入电压(V) 初级匝数(Turn) 初级线径(mm) 次级匝数(Turn) 次级线径(mm) 辅助匝数(Turn) 辅助线径(mm) Np Dp Ns Ds Na Da次级参数:26.00 1.40 18.00 0.10使用说明: A,首先输入表格左侧已知参数,则相应数据会在右侧对应栏中得出B,变压器磁芯必须预选,Ae,Bw查磁芯规格书。

EE磁芯可以参考下表C,连续模式输入0.5,断续模式输入1 D,使用的时候请按照顺序输入,否则会打乱运算步骤。

附:EE磁芯参数表单端反激式开关电源变压器设计依据MOS管耐压的变压器设计初级参数输入Vacmin输入电压(V)Vacmax电源功率(W)Pout预设效率(%)η工作频率(KHz)fMOS耐压(V)Vmosmax连续模式输入断续模式输入磁芯预选:磁芯型号磁芯截面(mm2)Ae磁感应强度(T)Bw输出电压(V)输出电流(A)辅助电压(V)辅助电流(A)VoutIoutVaIa86.00265.0045.0087.0070.00600.000.501.000.50*****317 .200.20计算结果Vdcmin输入电压(V)Vdcmax反射电压(V)Vf周期μsT最大导通时间( μs)t最大占空比Dmax输入功率(W)Pin初级电流Ip最大电感量(mH)Lp初级次级匝数比n磁芯气隙(cm)lg初级匝数(Turn)初级线径(mm)次级匝数(Turn)次级线径(mm)辅助匝数(Turn)辅助线径(mm)NpDpNsDsNaDa次级参数:26.001.4018.000.10 使用说明:A,首先输入表格左侧已知参数,则相应数据会在右侧对应栏中得出B,变压器磁芯必须预选,Ae,Bw查磁芯规格书。

反激式变压器的设计

反激式变压器的设计

校企联合开发的实训教材 反激式变压器的设计广东明丰电源实业有限公司中山火炬职业技术学院2018年6月20日反激式变压器的设计反激式变压器设计思考(一)对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负载有关;当副边电流加大时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。

另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通,在空载运行和负载运行时,该励磁分量均不变化。

励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水泵中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。

在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。

这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定。

正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。

而初次级负载安匝数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分,一般不大于总电流10%,因此不会造成磁芯饱和。

反激式变换器和以上所述大不相同,反激式变换器工作过程分两步:第一:开关管导通,母线通过初级绕组将电能转换为磁能存储起来;第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。

可见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器一样,此时仅有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。

初级的全部电流用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。

磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。

因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/dt近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。

反激式开关电源变压器的设计(宝典)

反激式开关电源变压器的设计(宝典)

反激式开关电源变压器的设计反激式变压器是反激开关电源的核心,它决定了反激变换器一系列的重要参数,如占空比D ,最大峰值电流,设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。

这样可以让其的发热尽量小,对器件的磨损也尽量小。

同样的芯片,同样的磁芯,若是变压器设计不合理,则整个开关电源的性能会有很大下降,如损耗会加大,最大输出功率也会有下降,下面我系统的说一下我设计变压器的方法。

设计变压器,就是要先选定一个工作点,在这个工作点上算,这个是最苛刻的一个点,这个点就是最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率。

下面我就来算了一个输入85V 到265V ,输出5V ,2A 的电源,开关频率是100KHZ 。

第一步,选定原边感应电压V OR这个值是由自己来设定的,这个值就决定了电源的占空比。

可能朋友们不理解什么是原边感应电压,为了便于理解,我们从下面图一所示的例子谈起,慢慢的来。

这是一个典型的单端反激式开关电源,大家再熟悉不过了,下面分析一下一个工作周期的工作情况,当开关管开通的时候,原边相当于一个电感,电感两端加上电压,其电流值不会突变,而线性的上升,有公式上升了的电流:I 升=V S *Ton/L这三项分别是原边输入电压、开关开通时间和原边电感量.在开关管关断的时候,原边电感放电,电感电流又会下降,同样要尊守上面的公式定律,此时有下降了的电流:I降=V OR *T OFF /L这三项分别是原边感应电压(即放电电压)、开关管关断时间和电感量.在经过一个周期后,原边电感电流会回到原来的值,不可能会变,所以,有:V S *T ON /L=V OR *T OFF /L即上升了的等于下降了的,懂吗?好懂吧!上式中可以用D来代替T ON ,用(1图一-D)来代替T OFF。

移项可得:D= V OR /(V OR +V S)此即是最大占空比了。

比如说我设计的这个变压器,我选定感应电压为80V,V S为90V ,则D=80/(80+90)=0.47第二步,确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数,平均电流,有效值电流,峰值电流.,首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下图所示。

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