全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器设计2

全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器设计
1、根据电路形式、输出电压电流、变压器效率计算变压器的传送功率。

2、确定工作磁感应强度、电流密度系数、窗口占空系数(利用率)、工作频率、波形因数。

3、计算功率面积乘积并据此选择磁芯，根据所选磁芯参数计算电流密度。

4、根据伏秒积计算原边绕组匝数；根据电压比计算副边绕组匝数。

5、根据功率和波形因数计算各绕组电流幅值。

1、变压器传送功率计算
o o o P I U =⨯
o I P P η
=
11t o I o P P P P η⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
=+=+
2、功率面积乘积计算
对于全桥驱动，变压器的2m B B ∆=。

其中，0.15~0.25m B =，电流密度系数400J K =，窗口占空系数0.2~0.4Ko =，工作频率
20Z f KH =
，波形因数f K =。

1.16
411104o p J c m P A K A B f
η⎛⎫⎛⎫
⎪ ⎪ ⎪ ⎪
⎝⎭
⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝
⎭
+⨯=⨯⨯⨯⨯
3、选择磁芯，计算电流密度
0.14()J p J K A -=⨯
4、原边和副边绕组匝数：
124p on p m c m c U t U D
N B A B A f
⨯⨯==⨯⨯⨯
21s p
U N N U =
5、原边和副边绕组电流幅值： 副边绕组电流幅值：2o I I D
=
o s s s s o o o s
o s o
s P U I U I D U I U U I I D
I I D
==⨯⨯=⨯=∴=⨯∴= 原边绕组电流幅值：o
p p P I U D
η=⨯⨯
全桥变换器输出电压与输入电压关系推导
伏秒积产生磁通链：
t t p p p c p p s s s c s s
U N B A L I U N B A L I ⨯∆=∆Φ=⨯∆⨯=⨯∆⨯∆=∆Φ=⨯∆⨯=⨯∆ 原边能量：()2
2
211222p on p on p p p p p U t U t L i L L L ⎛⎫
⎪ ⎪⎝⎭⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=
副边能量：()22
2
11222s on s on s s s s s U t U t L i L L L ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=
两边相等：()(
)22
22p on s on s s p p
p
s
U t U t U N U N L L ⨯⨯=
⇒==
结论：正激变换器输出与输入的电压比等于副边与原边的匝数比
全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器A P 公式推导
伏秒积产生磁通链：
222p on p p p m c T D U t U D U N B A f
⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯
得原边匝数和副边匝数：
4p p m c U D
N B A f
⨯=
⨯⨯
由于
p s p s
U U N N =，故： 4s s m c U D N B A f
⨯=
⨯⨯
窗口中包含的总电流为：
(
)441(1)44p s p p s s
t w w p s m c m c o p p s s m c m c m c I I U D I U D I I A K N N J J J J
B A f B A f P U I U I D J B A f J B A f
η⨯⨯⨯⨯=⨯=+=+⨯⨯⨯⨯++⨯===
⨯⨯⨯⨯⨯⨯
得功率面积乘积计算式：
1(1)4o p w c m P A A A J Kw B f
η
+=⨯=
⨯⨯⨯
考虑电流密度计算式：()x J p J
K A =⨯，x 为结构系数。

代入上式得全桥驱动的高频变压器功率面积乘积计算式为：
1
11(1)
4x
p w c J w m Po A A A K K B f
η⎛⎫ ⎪ ⎪
⎪ ⎪ ⎪⎝
⎭
++=
⨯=⨯⨯⨯。