反激式开关电源变压器设计(AP法)

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反激式开关电源变压器设计(1)
第二步：次级电感Ls
(VoxVD)x(DOFF(MAX))2 x10-3 (5.1+0.7)x0.52 x10-3 = 2x1.1x262
Ls≥
2 IOUTxfSW =0.0000025(H)=2.5(uH) 其中 DOFF(MAX)=1-DMAX=1-0.5=0.5
(6)
式中： VDB ---- 偏置绕绕组整流二极管正向压降(V) 技术部培训教材
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1.7 计算初级绕组RMS电流IPRMS POUT IPRMS = 0.5xDMAXxηxVIN(MIN) 1.8 计算次级绕组RMS电流ISRMS ISRMS = IOUT 0.5xDMAX x 3 DMAX (A) (8) DMAX 3
反激式开关电源变压器设计
学习培训教材 AP法
反激式开关电源变压器设计(1)
本设计为小功率非连续工作模式的反激开关电源变压器的一种设计 方法，在选用类似MAx5021芯片时，变压器很容易获得15W的输出功率。 1. 设计公式 1.1 计算面积乘积值Ap 1.1xPOUTxDMAXx103 Ap≥ (mm 4) (1) ηxKPxKTxKUxJxBMAXxfSW 式中：AP ----- 磁芯面积乘积 Ap=Aw.Ae(mm4) POUT ---- 变压器输出功率（W） DMAX ---- 最大导通占空比（通常为0.5) η ------ 变压器预期的效率 KP ------ 分配给初级绕组的面积（通常为0.5） KT ------ 初级RMS（等效串联电阻）电流和平均电流之比， 非连续反激模式KT ≈0.55～0.65 KU ------ 窗口填充系数(一般取0.4) J ------- 电流密度(一般取3 ≈10 A/mm2 ） BMAX ----- 最大工作磁通密度(反激式一般取0.12T ～ 0.15T) fSW ------ 开关工作频度（KHz)
x
(A)
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2.设计例 2.1设计条件 VIN =36V-72V VOUT=5.1V IOUT=1.1A fsw =262KHz BMAX=0.12T 2.2设计步骤 第一步：面积乘积Ap
1.1xPOUTxDMAXx103 1.1x(5.1x1.1)x0.5x103
Np =
= 12.5x0.12x262
= 45.8=46( 匝)
第五步: 次级匝数Ns Ns =Npx Ls=46x Lp 2.5 =7.7=8(匝) 88
第六步: 偏置匝数NBIAS NB = VBIAS VO+VD xN S = 11.7x8 5.1+0.2 = 17.6=18( 匝)
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第七步：初级RMS电流IPRMS POUT IPRMS = 0.5xDMAXxηxVIN(MIN) = 3 DMAX = 0.5x0.5x0.8x36 5.1x1.1 3 0.5 .
=0.318(A) 第八步: 次级RMS电流ISRMS ISRMS = IOUT 0.5xDMAX . DMAX 3 1.1 = 0.5x0.5 . 3 0.5 =1.796=1.8(A)
VD取0.7V 第三步: 初级电感Lp VIN(MIN)xD2MAXxηx10-3
Lp≥
2xPOUTxfSW = 0.000088(H)=88(uH)
362x0.52 x0.8 x10-3 = 2x(5.1x1.1)x262
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第四步：初级匝数Np VIN(MIN)xDMAXx103 AexBMAXxfSW 36x0.5x103
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J 9.8 考虑趋肤深度选取QA-1，∮0.2x6多股漆包线 偏制绕组由于电流约10mA，选用QA-1,∮0.2漆包线
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3. 变压器绕组结构的设计
3.1 变压器线路图如下：
1 2 3 6，7
4
5
9，10
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3. 变压器绕组结构的设计
J =9.8 A/mm2 V BIAS=11.7V VD =0.7V η =0.8
Ap≥
ηxKPxKTxKUxJxBMAXxfSW =113mm4 选取TDK-PC44-EPC13-Z 其中 Aw=14.5mm2 Ae=12.5mm2
= 0.8x0.5x0.4x0.55x9.8x0.12x262
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1.2 计算次级电感Ls (VO+VD)x(DOFF(MAX))2 x10-3 Ls≥ (H) 2xIOUTxfSW 式中：VO ----- 次级输出电压(V) VD ----- 次级整流二极管正向压降（V） DOFF(MAX)– 最大截止占空比 IOUT ---- 次级输出电流（A） 1.3 计算初级电感LP V2IN（MIN）xD2MAXxη x10-3 LP ≥ (H) 2xPOUTxfSW 式中： VIN（MIN）-- 初级输入最低电压(V) (3)
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第九步：计算趋肤深度S和选取绕组线径
66.1 S = 66.1 =
f
262x103
IPRMS
= 0.129=0.13(mm)
初级线径 0.318
J 选用QA-1,∮0.2漆包线
DN = 1.13 .
= 1.13 .
9.8
= 0.20
次级线径
DS = 1.13 . ISRMS 1.8 = 1.13 . = 0.48
3.2 变压器绕线结构为减小漏感，用夹绕法，结构如下：
N4-5 N2-3 N9,10-6,7 N1-2
∮0.2 /18Ts ∮0.2 /18Ts ∮0.2x6/8Ts ∮0.2 /28Ts
0.06x7胶带2Ts 0.06x7胶带1Ts 0.06x7胶带2Ts 0.06x7胶带2Ts
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(2)
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1.4 计算初级绕组匝数Np
VIN(MIN) xDMAXx103
Np=
( 匝)
(4)
AexBMAXxfSW 式中：Ae ---- 磁芯有效截面积(mm2)
1.5 计算次级绕组匝数Ns Ns= Np Ls (匝) Lp (5)
1.6 计算偏置绕组匝数NBIAS VBIAS NBIAS = NS Vo+VD