反激变压器计算公式
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式
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目录
1.反激变压器的概念及 CCM 模式
M 模式下反激变压器的次级电流计算公式
3.实例解析
4.总结
正文
一、反激变压器的概念及 CCM 模式
反激变压器是一种用于电压转换的电气设备,其工作原理是利用磁场的变化来实现电能的传递。
在反激变压器中,有一种控制模式叫做 CCM (电感电流连续模式),它是目前比较流行的一种模式。
在 CCM 模式下,电感电流始终保持连续,这样可以减小开关器件的开关损耗,提高系统的
效率。
二、CCM 模式下反激变压器的次级电流计算公式
在 CCM 模式下,反激变压器的次级电流计算公式如下:
I2 = V2 / (R2 + jX2)
其中,I2 为次级电流,V2 为次级电压,R2 为次级电阻,X2 为次级电感,j 为虚数单位。
三、实例解析
假设一个反激变压器的输入电压为 220V,输出电压为 115V,次级电阻为 10Ω,次级电感为 10mH,我们可以通过上述公式计算出次级电流 I2:I2 = 115V / (10Ω + j10×10^-3 H)
通过计算,可得次级电流 I2 约为 10.25A。
四、总结
本文介绍了反激变压器的概念及 CCM 模式,并详细讲解了 CCM 模式下反激变压器的次级电流计算公式。
通过实例解析,我们计算出了次级电流的具体数值。
反激式开关电源变压器是这么计算的
反激式开关电源变压器是这么计算的于法拉弟电磁感应定律,这个定律是在一个铁心中,当磁通变化的时候,其会产生一个感应电压,这个感应电压=磁通的变化量/时间T 再乘以匝数比,把磁通变化量换成磁感应强度的变化量乘以其面积就可以推出上式来,NP=90*4.7 微秒/32 平方毫米*0.15,得到88 匝0.15 是选取的值,算了匝数,再确定线径,一般来说电流越大线越热,所以需要的导线就越粗,需要的线径由有效值来确定,而不是平均值。
上面已经算得了有效值,所以就来选线,用0.25 的线就可以,用0.25 的线,其面积是0.049 平方毫米,电流是0.2 安,所以其电流密度是4.08,一般选定电流密度是4 到10 安第平方毫米。
若是电流很大,最好采用两股或是两股以上的线并绕,因为高频电流有趋效应,这样可以比较好。
第六步,确定次级绕组的参数、圈数和线径。
原边感应电压,就是一个放电电压,原边就是以这个电压放电给副边的,看上边的图,因为副边输出电太为5V,加上肖特基管的压降,就有5.6V,原边以80V 的电压放电,副边以5.6V 的电压放电,那么匝数是多少呢?当然其遵守变压器那个匝数和电压成正比的规律,所以副边电压=NS*(UO+UF)/VOR,其中UF 为肖特基管压降,这个副边匝数等于88*5.6/80,得6.16,整取6 匝,再算副边的线径,当然也就要算出副边的有效值电流,下图是副边电流的波形,有突起的时间是1-D,没有突起的是D,刚好和原边相反,但其KRP 的值和原边相同,这个峰值电流就是原边峰值电流乘以其匝数比,要比原边峰值电流大数倍。
第七步,确定反馈绕组的参数。
反馈是反激的电压,其电压是取自输出级的,所以反馈电压是稳定的,TOP。
反激变换器部分计算公式(重点+原创)
1.414输入电压Min85频率(K)65输出电压12输出效率0.8I=PO /(η*VS)原边直流电流0.124802Ip= I/ [(1-0.5 KRP)*D]原边峰值电流0.445723NP=VS*TON/Ae*B原边匝数90.19887NS =NP*(VO+VF)/VOR副边匝数14.07598Ispk=Ip*NP/NS \\\2*Iout/(1-D)副边峰值电流 2.856192N=NP/NS匝比 6.408Vor=N*(Vo+VF)原边反射电压80.1Lp=Vimin*Dmax /Ip*f原边感量1659.396BMAX=L*IP/Ae*NP.Bmax验证0.2C=Ispk*Ton/vpp输出电容uf274.7252ESR=vpp/Ipp(IPP为输出电流的10-20%)ESR mR800注意:左边是用来算原边电流有效值的此表格与“开关电源变压器设计+破解过程”这个软件中的计算公式基本相同;在此不同之处只有一处,就是此副边端的输出整流有考虑输出整流管的压降,此表格默认设置为0.5V,而”所以这是”开关电源变压器设计+破解过程“这个软件的不足之处,但可以用此表格与”开关电源变压器磁感应强度Bmax在此最好取0.2或0.2以下,式中取0.2为准。
VS指的是输入最小的直流电压。
通过输出功率的要求来选择合适的AE,并通过AE来筛选合适的磁芯,因为只有合适的磁芯才能使变压器AE的选择可以通过“根据磁芯来算最大的输出功率”求得。
输入直流电压Mmin120.19 D0.4 Ton 6.153846输出电流1原边交流电流0.294118功率因数0.6输入功率15 AE41 Bmax0.2 Vor80.1输出纹波80副边峰值电流1 3.571428输出电流有效值 2.8输出二极管电压31.25624VD=Vout+Vf+Vmin*(Ns/Np)效值的,且与以上原边直流电流(也就是原边直流平均电流)是不一样的;算变压器线径是按照电流有效值;在此,最重要的是反射电压,此表格反射电压一般设为80V(Dmax=0.40),且可变化,根据占降,此表格默认设置为0.5V,而”开关电源变压器设计+破解过程“这个软件没有考虑输出整流管的压降在内,但可以用此表格与”开关电源变压器设计+破解过程“这个软件的两者结合,用此参考并计算高频反激变压器的参数有合适的磁芯才能使变压器达到最佳(考虑到绕线、散热、耐压等等)。
开关电源反激式变压器计算公式与方法
开关电源反激式变压器计算公式与方法公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]原边电感量:Lp =(Dmax * Vindcmin)/ (fs * ΔIp)开关管耐压:Vmos =Vindcmax+开关管耐压裕量(一般用150V)+Vf*反激电压(Vf)的计算: Vindcmin * Dmax = Vf *(1- Dmax)原边与副边的匝比:Np / Ns = Vf / Vout原边与副边的匝比:Np / Ns = (Vdcmin * Dmax)/ [Vout * (1-Dmax)]原边电流:[1/2 * (Ip1 + Ip2)] * Dmax * Vindcmin = Pout / η磁芯:AwAe = (Lp * Ip2^2 * 10^4 / Bw * Ko * Kj) *原边匝数:Np = (Lp * Ip^2 * 10^4 )/ (Bw * Ae)气隙:lg = π * Np^2 * Ae * 10^-8 / LpLp:原边电感量, 单位:HVindcmin:输入直流最小电压,单位:VDmax:最大占空比: 取值~Fs:开关频率 (或周期T),单位:HzΔIp:原边电流变化量,单位:AVmos:开关管耐压,单位:VVf:反激电压:即副边反射电压,单位:VNp:原边匝数,单位:T)Ns:副边匝数,单位:T)Vout:副边输出电压,单位:Vη:变压器的工作效率Ae:磁芯截面积,单位:cm2Ip2:原边峰值电流,单位:ABw:磁芯工作磁感应强度,单位:T 取值~Ko:窗口有效用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为~Kj:电流密度系数,一般取395A/ cm2(或取500A/cm2)Lg:气隙长度,单位:cm变压器的亿裕量一般取150V什么是反激电压假定原副边的匝比为n,在原边开关管截止时,开关管的高压端电压为Vin(dc)+nVo, nVo即为反激到原边的电压。
反激变压器的设计
反激变压器的设计————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:反激变压器的设计//========================================================反激变压器设计最简单的方法ﻫ我自己综合了一下众多高手的方法,自认为是比较简单的方法了!如下: ﻫ1,VDC min=VAC min * 1.2VDC max=VAC max* 1.42,输出功率Po=P1+P2+Pn......ﻫ上式中P1=(Vo1+Vf)*I1 、P2 =(Vo2+Vf)*I2上式中Vo为输出电压,Vf为整流管压降ﻫ3,输入功率Pin=(Po/η)*1.2(此处1.2为输入整流损耗) ﻫ4,输入平均电流:Iav = Pin/VDCminﻫ5,初级峰值电流:Ip = 2*Iav/Dmax6,初级电感量:Lp=Vdc min *Dmax/(Ip*fs) fs为开关频率ﻫ7,初级匝数:Np=VDC min *Dmax /(ΔB*Ae*fs) ﻫ上式中ΔB推荐取值0.2 Ae为磁芯横截面积,查规格资料可得!8,次级匝数:NS =(Vout+Vd)*(1-Dmax)*Np / Vin min*Dmax至此变压器参数基本完成!另就是线径,可根据具体情况调整!宗旨就是在既定的BOBINN上以合适的线径,绕线平整、饱满!///================================反激式变压器设计原理(FlybackTransformer Design Theory)第一节. 概述.反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图.一、反激式转换器的优点有:2.转换效率高,损失小.1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求.ﻫ4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实3. 变压器匝数比值较小. ﻫ现交流输入在85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求.二、反激式转换器的缺点有:1.输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下.2.转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大.3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM/ DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂.ﻫ第二节. 工作原理ﻫ在图1所示隔离反驰式转换器(The isolatedflybackconverter)中, 变压器" T"有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下:ﻫ当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp/ 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律: (e=-N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2.ﻫ由图可知,导通时间ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:Vce max = VIN/1-Dmax ﻫVIN:输入直流电压;Dmax: 最大工作周期Dmax = ton/ Tﻫ由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax= 0.4,以限制Vcemax≦ 2.2VIN.开关管Tron时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip =IL /n.因IL = Io,故当Io一定时,匝比n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等NpIp= NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:Ic=Ip= 2Po/ (η*VIN*Dmax)η: 转换器的效率公式导出如下:输出功率:Po= LIp2η/ 2T输入电压:VIN = Ldi /dt设di = Ip,且1/ dt = f /Dmax,则:VIN = LIpf/ Dmax或Lp= VIN*Dmax / Ipf则Po又可表示为: ﻫPo= ηVINf DmaxIp2/2f Ip= 1/2ηVINDmaxIp∴Ip=2Po/ηVINDmax上列公式中:ﻫVIN:最小直流输入电压(V)ﻫDmax:最大导通占空比ﻫLp: 变压器初级电感(mH)ﻫIp :变压器原边峰值电流(A)f:转换频率(KHZ)//========================================你看的书就会把你给绕进去...绕半天却找不到自己了。
反激变压器的详细公式的计算
单端反激开关电源变压器设计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V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s(或周期T)、线路主开关管的耐压V mos。
2、计算在反激变换器中,副边反射电压即反激电压V f与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:V f=V Mos-V inDCMax—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。
N p/N s=V f/V out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:V inDCMin•D Max=V f•(1—D Max)设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为I p1,当开关管关断时,原边电流上升到I p2。
若I p1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•(I p1+I p2)•D Max•V inDCMin=P out/η一般连续模式设计,我们令I p2=3I p1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:L p= D Max•V inDCMin/f s•ΔI p对于连续模式,ΔI p=I p2—I p1=2I p1;对于断续模式,ΔI p=I p2 .可由A w A e法求出所要铁芯:A w A e=(L p•I p22•104/B w•K0•K j)1.14在上式中,A w为磁芯窗口面积,单位为cm2A e为磁芯截面积,单位为cm2L p为原边电感量,单位为HI p2为原边峰值电流,单位为AB w为磁芯工作磁感应强度,单位为TK0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。
反激式开关电源变压器设计
学习培训教材
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
反激式开关电源变压器设计步骤及公式
反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: (主要PWM方式)确定已知参数:(主要RCC方式)来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=输入平均电流: Iୟ୴ൌሺౣሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w(cm4)Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2);A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:Iൌכሺౣሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>כଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cmସ) ;Ae是磁芯截面积(cm2),Aw是磁芯窗口面积(cm2);f的单位为Hz,Bm的单位为Gs,取(1500)不大于3000Gs,δ导线电流密度取:2~3A/mmଶ ,K୫窗口填充系数取0.2~0.4,Kc磁芯填充系数,对于铁氧体该值取1IୋൌP୧V୧୬୫୧୬IൌIୟ୴D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵD୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsLൌౣכ୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌౌכ୍ౌేככ10L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟVୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L =ሺౣሻכୈ୍ౌేכ౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比:n=ሺౣሻ=౩౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌሺౣሻכ୲୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ,国产杂牌不大于2500Gs 更保险A 值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ൌ1000ටౌై此式中L 单位为mH变压器次级圈数:Ns>୬כ୍౦כ౦ୗכౣ*10其中S 为磁芯截面积,B୫值为3000Gs若A 值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ൌ100ටౌై此式中L 单位为mH,A 单位为mH/N ଶ,在计算时要将A 的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A 值为1300 nH/N ଶ, L 值为2.3mH,则A =1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N 为133T 初级匝数为:Np=౩୬B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK Ferrite Core PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss ,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以5. 匝比n=౩ౌ=ሺౣሻ晶体管的基极电流I =୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N *n N ୱଵ=౦כሺାౚሻכሺଵିୈౣ౮ሻሺౣሻכୈౣ౮多路输出时N ୱ୶=ሺ౮ାౚ౮ሻכ౩భభାౚభ其中x 代表几路I ୰୫ୱൌI √27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径(包括初级次级)同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A=A ୣכA ୵ൌכଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cm ସ ) ;Ae 是磁芯截面积(cm 2),Aw 是磁芯窗口面积(cm 2);f 的单位为Hz ,Bm 的单位为Gs ,取(1500)不大于3000Gs ,δ导线电流密度取:2~3A /mm ଶ ,K ୫窗口填充系数取0.2~0.4,Kc 磁芯填充系数,对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。
100w反激变压器计算
确定初级电感量Lp: Lp=Dmax*Vin(min)/(fSW*^Ip) 根据左侧公式计算 Lp= 4480.776 µH 确定初级匝数Np和次级匝数Ns: ^B= 2500 Gs 根据查表数据确定^B 和Ae值 Ae= 83.6 mm2 Np= 145.4545 匝 根据左侧公式计算 VDS=Vin(max)+Np/Ns(Vo+VD) VDF=Vout+Ns/Np*Vin(max) MOSFET的漏源电压 整流二极管正向电压 Ns= 3.272727 匝 VDS= 663.3333 V V VDF= 14.225
反激变压器计算
适应场合 最高输入电压(DC) 典型输入电压(DC) 最低输入电压(DC) 输出电压 整流管正向压降 输出电流 输出功率 工作频率 最大占空比 工作周期 导通时间 Vin(max)= Vin(typ)= Vin(min)= Vout= VD= Iout= Pout= fSW= 410 390 380 5 0.7 11 55 75 V V V V V A W kHz
设最大占空比时,开关管导通时,原边电流为Ip1,关 断时原边电流上升导Ip2。若Ip1=0,则变换器工作在断 续模式,否则工作于连续模式(设Ip2=3*Ip1)。 0.5*(Ip1+Ip2)*Dmax*Vin(min)=Pout/η 根据左侧公式计算 Ip1= Ip2= ^Ip= Ip= 0.226151 0.678454 0.452303 0.452303 A A A A
优ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点
相关公式 Pout=Vout*Iout T=1/fSW tON=Dmax*T tOFF=T-tON
Dmax= 0.4 T= 13.33333 µs tON= 5.333333 µs
自学反激式变压器计算公式
确定MOSFET的耐压,一般在600V-630V之间,大多选600V
给MOSEFT留余量,留个30V-50V,所以MOS最大耐压不可超过550V 最大输入电压Vinmax=最大输入电压Vac*1.414(√2)确定次级反射电压:Vor=Vz/1.4(1.4是一个经验值)确定匝比:n=Vor/Vo(反射电压/输出电压)
根据伏秒平衡法则:
Von*Ton Voff*Toff
Ton
Voff Toff
Von
以上为理想占空比需设定一个效率η算输入功率:Pout Vo Io (输出电压*输出电流)Pout η求平均输入电流:
Pin Vinmin Vacmin*√2求平均输出电流:
Pout
Vout
输出的平均电流折射到初级线圈上的平均电流:
Iout
n
输入的平均电流和输出折射到初级的平均电流它们的腰线电流是相等的在一个on/off周期时:
Pin
D D
D
Iin
Iout Ior
Iang
D
Iin
Ior D
1-D ILin Ilor
Iin
Ior+Iin 以上为真实占空比
根据法拉第电磁感应定律得出:
di dt di
ILin r 腰线电流*电流纹波率D
占空比f
频率V*D
V为最小输入直流电压ILin*r*f Ilin为腰线电流IL ILin dt L
Ilor D
V L
时:。
反激式开关电源变压器计算
计算变压器1. 已知参数:最小输入电压VIN(min)=85V最大输入电压VIN(min)=264V输出电压VO=12V输出电流IO=2A输出功率PO=24W设定效率=0.8PFC开关频率=65KHZ开关周期T=15.3846154us2.计算初次侧电流设定反射电压VOR=85V 设定最低输入电压情况下最大占空比Dmax=0.41425021计算最大导通时间TON=6.37308011uS计算输入平均电流Iiav=0.24960479A设定KRP=0.67计算DeltaI=0.60707639计算输入端峰值电流Iipk=0.90608416A计算输入电流有效值Iirms=0.40388208A3.选择合适的磁芯:计算所需磁芯的窗口乘积-Aneed=2000mm^4选择磁芯EFD25电感系数AL=uH/N^2有效磁芯截面积Ae=58mm^2窗品面积Aw=67.89mm^2有效磁路长度Le=mm有效体积Ve=mm^3窗口乘积3937.62mm^4 4.计算初次级匝数计算导通时间Ton=6.37308011usToff=9.01153527us计算初级匝数np=66.0328016匝计算初次级匝比n=6.8计算次级匝数ns=9.71070612匝5.计算初级电感Lp计算初级电感量Ip=1261.75307uH6.计算初次级电流输出电流峰值Iopk=6.16137231A输出电流有效值Iorms=3.26578961A选取电流密度J=6A/mm^2计算初级线圈直径Di=0.29283086mm计算次级线圈直径Do=0.83269057mm7.验证BmaxBmax=0.29850746T提示:密码1111,请勿更改70V-120V之间Dmax=VOR/(VOR+1.414*VINMIN)Iiave=p0/效率/1.414/VinminKRP=DeltaI/IpkIrms=Iipk*((krp^2/3-krp+1)*D)^0.5PO=6500*PO/(DeltaB*J*F) DeltaB=0.2T;J=6A/MM^2;Ton=T*Dnp=1.414*Vinmin*Ton/DeltaB/Aens=np/nIp=1.414*VINmin*TON/DeltaIIopk=Iipk*nIrms=Iopk*((krp^2/3-krp+1)*(1-D))^0.5D=(4*Iirms/3.14/j)^0.5Bmax=L*Iipk/Ae/nPFC电感计算-CCM。
反激变压器的详细公式的计算
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V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s(或周期T)、线路主开关管的耐压V mos。
2、计算在反激变换器中,副边反射电压即反激电压V f与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:V f=V Mos-V inDCMax-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。
N p/N s=V f/V out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:V inDCMin•D Max=V f•(1-D Max)设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为I p1,当开关管关断时,原边电流上升到I p2。
若I p1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•(I p1+I p2)•D Max•V inDCMin=P out/η一般连续模式设计,我们令I p2=3I p1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:L p= D Max•V inDCMin/f s•ΔI p对于连续模式,ΔI p=I p2-I p1=2I p1;对于断续模式,ΔI p=I p2 。
可由A w A e法求出所要铁芯:A w A e=(L p•I p22•104/B w•K0•K j)在上式中,A w为磁芯窗口面积,单位为cm2A e为磁芯截面积,单位为cm2L p为原边电感量,单位为HI p2为原边峰值电流,单位为AB w为磁芯工作磁感应强度,单位为TK0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~K j为电流密度系数,一般取395A/cm2根据求得的A w A e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。
开关电源反激式变压器计算公式与办法
精心整理
原边电感量:Lp=(Dmax*Vindcmin)/(fs*ΔIp)
开关管耐压:Vmos=Vindcmax+开关管耐压裕量(一般用150V)+Vf
*反激电压(Vf)的计算:Vindcmin*Dmax=Vf*(1-Dmax )
原边与副边的匝比:Np/Ns=Vf/Vout
原边与副边的匝比:Np/Ns=(Vdcmin*Dmax)/[Vout*(1-Dmax)]
原边电流:[1/2*(Ip1+Ip2)]*Dmax*Vindcmin=Pout/η
磁芯:AwAe=(Lp*Ip2^2*10^4/Bw*Ko*Kj)*1.14
原边匝数:Np=(Lp*Ip^2*10^4)/(Bw*Ae)
即为反的电压,会“折射”到原边(用同名端对电位),叠加在开关管高压端。
同理当原边开关管导通时,次级二极管是截止的,二极管上的电压除了输出电压Vo,还有原边“折射”过来的电压Vin(dc)/n ,及Vo+[Vin(dc)/n,].。
所以,匝比的
设计,除了影响占空比,也影响着原边开关管及次级二极管的应力选择。
在变压器线圈匝数未知的情况下,如何计算磁芯工作时的磁感应强度Bw ?测量其电感量(可用压。
反激式开关电源变压器参数的计算
反激式开关电源变压器参数的计算首先,反激式开关电源变压器有两个主要参数需要计算,即变压器的变比和功率。
一、变压器的变比计算:变压器的变比是指输入电压与输出电压之间的比例关系。
对于反激式变压器,我们需要根据输入电压 Vin 和输出电压 Vout 的关系计算变比。
变比 N = Vout / Vin其中,N 为变比,Vout 为输出电压,Vin 为输入电压。
例如,如果输入电压为220V,输出电压为12V,则变比为:N=12/220=1/18.33≈0.0546二、功率的计算:功率是指单位时间内的能量传输速度,对于反激式开关电源变压器,我们需要计算输入功率和输出功率。
1.输入功率的计算:输入功率可以通过输入电压和输入电流计算得出。
输入功率 Pin = Vin * Iin其中,Pin 为输入功率,Vin 为输入电压,Iin 为输入电流。
2.输出功率的计算:输出功率可以通过输出电压和输出电流计算得出。
输出功率 Pout = Vout * Iout其中,Pout 为输出功率,Vout 为输出电压,Iout 为输出电流。
需要注意的是,输出功率应该小于输入功率,因为变压器存在能量损耗。
三、额定功率计算:额定功率是指变压器能够稳定工作的最大功率,通常是根据设备的功耗需求来确定的。
根据输入功率和输出功率的关系,我们可以计算出额定功率。
额定功率 Prated = min(Pin, Pout)其中,Prated 为额定功率,Pin 为输入功率,Pout 为输出功率,取两者中较小的值作为额定功率。
四、变压器的参数选取:根据反激式开关电源变压器的工作原理和计算结果,我们可以根据需求选择合适的变压器。
需要考虑的参数包括变压器的变比、额定功率、工作频率、绕组电流等。
在选择变压器的过程中,我们需要注意以下几点:1.变比要满足输出电压要求,同时考虑输入电压的变化范围。
2.额定功率要满足设备的功耗需求,同时要考虑变压器的损耗和温升情况。
反激变压器计算公式
反激变压器计算公式
一、反激变压器的结构
反激变压器由漏感和漏电感,以及漏感变压器和漏电感变压器组成。
漏感变压器的基本结构由负载端电感、主线路电感、辅助线路电感、漏电感和漏感器组成,其中漏感器由桥式架构的铁芯组成,漏电感是由负载端和主线路之间的变压器组成,经过与漏感器连接,能够将负载端和主线路之间的高低压调通。
二、反激变压器的工作原理
当反激变压器工作时,负载端和主线路的电流会经过漏电感,并传流到漏感器中,此时漏感器就开始由高压调到低压,使负载端和主线路的电压得到改变,从而实现该变压器的放电功能。
同时,漏电感的感应电压和漏感器的感应电流也会相互影响,形成一种“反馈”的作用,使变压器的负载和放电过程更加平稳,从而实现变压器的高精确度,在高频脉冲电路中有着很大的用处。
三、反激变压器的额定参数计算
1、负载端电感LF的额定值计算:
计算公式:LF=VF*Δt/Δi
VF:负载端最大输出电压
Δt:反激变压器最大输出时间(单位:毫秒)
Δi:反激变压器最大输出电流(单位:安培)
2、输出线路电感LC的额定值计算:。
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式
反激变压器 ccm模式次级电流计算公式(实用版)目录1.反激变压器的基本概念M 模式下反激变压器的设计步骤3.计算反激变压器次级电流的公式4.实例解析5.总结正文一、反激变压器的基本概念反激变压器是一种用于变换交流电压的电气设备,其工作原理是利用电磁感应的原理,在输入端施加交流电压,通过变压器将电压降低或升高,从而实现电压的变换。
反激变压器广泛应用于电子设备、家电、工业控制等领域。
二、CCM 模式下反激变压器的设计步骤CCM(Continuous Conduction Mode)是反激变压器的一种工作模式,其特点是电感电流在整个周期内都处于连续状态。
在 CCM 模式下,反激变压器的设计步骤如下:1.确定电源规格:包括输入电压范围、输出电压和负载电流等。
2.确定工作频率和最大占空比:工作频率决定了变压器的磁通频率,最大占空比则影响了变压器的开关损耗。
3.计算变压器初级与次级匝数比:根据变压器的效率、输入输出电压等参数计算得出。
三、计算反激变压器次级电流的公式在 CCM 模式下,反激变压器次级电流的计算公式为:I2 = V2 / (R2 + jωL2)其中,I2 为次级电流,V2 为次级电压,R2 为次级电阻,ω为角频率,L2 为次级电感。
四、实例解析假设一个反激变压器的输入电压范围为 120-265Vac,输出电压分别为 125V、27.5V、31.6V 和 48V,负载电流分别为 0.6A、0.6A、0.2A 和0.3A,变压器效率为 90%,工作频率为 50kHz,最大占空比为 0.45。
根据以上参数,可以计算出变压器初级与次级匝数比,从而进一步计算出次级电流。
五、总结本文详细介绍了 CCM 模式下反激变压器的设计步骤和计算次级电流的公式,并通过实例进行了详细解析。
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一.计算参数 1.输入最小交流电压Vinmin(AC): 2.输入最大交流电压Vinmax(AC): 3.开关频率f: 4.开关周期T: 5.最大占空比Dmax: 6.第一路输出电压Vo1: 7.第一路输出电流Io1: 8.第二路输出电压Vo2: 9.第二路输出电流Io2: 10.第三路输出电压Vo3: 11.第三路输出电流Io3: 12.原边电流的交直流比K: 13.输入滤波电容电压波动△Vin: 14.第一路输出整流二极管上的压降Vf1: 15.第二路输出整流二极管上的压降Vf2: 16.第三路输出整流二极管上的压降Vf3: 17.变压器的效率η : 18.变压器磁芯最大磁通密度摆幅△B: 19.磁芯的窗口面积Ae: 20.最大电流密度J: 二.计算过程: 7.000 26.000 250.000 4.000 0.500 5.000 2.000 12.000 0.200 12.00 0.200 0.500 1.000 0.500 0.500 0.500 0.800 0.100 28.500 5.000 单位 V V KHZ US V A V A V A 注备
18.变压器原边线圈线径:
(K 2 + K + 1 )D m ax 3
4IP(rms) πJ
3.24
A
DP=
0.91
mm
若为负则表示处 若原边电流为断
19.判断次级边第一路电流是否处于断续状态(交直流比): 0.25 K1=[PO1*(1+K)-Pin*(1-K)]/[PO1*(1+K)+Pin*(1-K)]= 20.判断次级边第二路电流是否处于断续状态: -0.45 K2=[PO2*(1+K)-Pin*(1-K)]/[PO2*(1+K)+Pin*(1-K)] 21.判断次级边第三路电流是否处于断续状态: K3=[PO3*(1+K)-Pin*(1-K)]/[PO3*(1+K)+Pin*(1-K)] 22.次级边第一路的电流峰值(连续状态下): IS1=2*IO1/(1+K1)/(1-Dmax)= 23.次级边第一路的电流有效值(连续状态下):
T1 3T
2.88
A
4Is1(rms) πJ 29.次级边第二路的电流峰值(连续状态下): IS2=2*IO2/(1+K2)/(1-Dmax)= 30.次级边第二路的电流有效值(连续状态下): DS1=
Is2(rms)=Is2 (K 2 2 +K 2 +1)(1-Dmax) 3
0.86
mm
1.47
A
1.31
US
Is3(rms)=Is3
T3 3T
0.40
A
35.变压器次级边第三路线径(断续状态下):
DS3= 4Is3(rms) πJ
0.32
mm
最后变压器参数 线圈 原边 次级边第一路 次级边第二路 次级边第三路 交值电流比 K 0.50 K1 0.25 K2 K3 -0.45 -0.45 匝数 6.00 4.00 9.00 9.00 线径(mm) 0.91 0.87 0.32 0.32 感量(mH) 0.006
Is1(rms)=Is1 (K12 +K1 +1)(1-Dmax) 3
于断续状态(三 角波);为0表示 临界状态(三角 续,次级路则都 波);为正表示
-0.45 6.42
连续状态(梯形 波)。 为断续状态
A
3.00
A
24.变压器次级边第一路线径(连续状态下):
DS1= 4Is1(rms) πJ
0.87
0.52
A
31.变压器次级边第二路线径(连续状态下):
DS2= 4Is2(rms) πJ
0.36
mm
32.次级边第二路的电流峰值(断续状态下):
Is2= 2PO2NPS2 2 T LP
1.22
A
33.次级边第二路的电流持续时间(断续状态下): T2=2I02*T/IS2=
1.31
US
34.次级边第二路的电流有效值(断续状态下):
Is2(rms)=Is2
35.变压器次级边第二路线径(断续状态下):
DS2=
TIs2(rms) πJ
0.32
mm
29.次级边第三路的电流峰值(连续状态下): IS3=2*IO3/(1+K3)/(1-Dmax)= 30.次级边第三路的电流有效值(连续状态下):
Is3(rms)=Is3 (K 32 +K 3 +1)(1-Dmax) 3
1.47
A
0.52
A
31.变压器次级边第三路线径(连续状态下):
DS3= 4Is3(rms) πJ
0.36
mm
32.次级边第三路的电流峰值(断续状态下):
Is3= 2PO3NPS32 T LP
1.22
A
33.次级边第三路的电流持续时间(断续状态下): T3=2I03*T/IS3= 34.次级边第三路的电流有效值(断续状态下):
8.898 36.764 11.000 2.500 2.500 16.000 20.000 2.248 5.994 2.997 0.0059 6.000 1.618 4.000 9.000 9.000
V V W W W W W A A A mH
17.原边电流的有效值:
I P (rm s) = I P
mm
25.次级边第一路的电流峰值(断续状态下):
Is1= 2PO1NPS12 T LP
6.23
A
26.次级边第一路的电流持续时间(断续状态下): T1=2I01*T/IS1= 27.次级边第一路的电流有效值(断续状态下):
2.57
US
Is1(rms)=Is1
28.变压器次级边第一路线径(断续状态下):
主机变压器的匝比: Np1:Np2:Ns1:Ns2:Ns3:Ns4:Ns5:Ns6 6:9:4:4:4:2:3:9
EFD20磁芯
断续取0,连续取0.2-0.5之间 V V V V mT mm2 A/mm
2
1.计算原边输入最小直流电压: Vinmin(DC)=1.414*Vinmin(AC)-△Vin= 2.计算原边输入最大直流电压:Vinmax(DC)=1.414*Vinmax(AC)= 3.计算第一路实际输出功率(包括整流二极管功耗): PO1=(VO1+Vf1)*IO1= 4.计算第二路实际输出功率(包括整流二极管功耗): PO2=(VO2+Vf2)*IO2= 5.计算第三路实际输出功率(包括整流二极管功耗): PO3=(VO3+Vf3)*IO3= 6.计算总的实际输出功率(包括整流二极管功耗): PO=PO1+PO2+PO3= 7.计算总的实际输入功率: Pin=PO/η = 8.输入平均电流: Iin(aver)=Pin/Vinmin(DC)= 9.变压器原边的峰值电流:IP=2*Iin(aver)/(1+k)/Dmax= 10.变压器原边电流的变化量:△IP=IP*(1-K)= 11.变压器的原边电感量:LP=Vinmin(DC)*Dmax*T/△IP= 12.变压器的原边匝数: NP=Vinmin(DC)*Dmax*T/(△B*Ae)= 13.变压器原副边的匝比: NPS1=Vinmin(DC)*Dmax/(Vo1+Vf1)/(1-Dmax)= 14.变压器副边第一路匝数:NS1=NP/NPS1= 15.变压器副边第二路匝数:NS2=(Vo2+Vf2)*NS1/(Vo1+Vf1)= 16.变压器副边第三路匝数:NS3=(Vo3+Vf3)*NS1/(Vo1+Vf1)=