用于單片集成開(kāi)關(guān)IC開(kāi)關(guān)電源的反激式變壓器設計(一)

現在可以計算氣隙的厚度了。氣隙僅在磁芯的中間部分研磨，這樣有助于防止磁芯邊沿磁通泄漏對周?chē)a(chǎn)生EMI噪聲(然而對于發(fā)展中或小的產(chǎn)品用絕緣材料墊在磁芯外部獲得所需氣隙是可以接收的。但必須切記外部氣隙是計算值的一半)。Ig最小是0.051mm，這是Alg的約束和研磨容許誤差。Ig計算公式如下：

隨著(zhù)參數的計算和確定我們現在需要計算合適的導線(xiàn)規格。首先需要根據實(shí)際骨架寬度(BW)計算可用骨架寬度(BWA),初級繞組(L)層數，余留寬度(M)。初級可繞1，2層或3層但要盡量減少層數以降低初級繞組電容(也可用膠帶絕緣初級能有效的降低繞組電容)和漏電感。余留尺寸取決于由系統輸入電壓和安全處理決定的所需絕緣程度(詳見(jiàn)第4部分變壓器結構)。另一可行辦法是次級

繞組絕緣增大3倍就無(wú)需余留空間，這一方法通常應用于主要考慮變壓器尺寸的場(chǎng)所，此發(fā)能減小變壓器尺寸，但通常引起成本增加

現在根據可利用的繞組寬度計算出初級導線(xiàn)規格，由初級匝數計算出包括絕緣層在內的導線(xiàn)外(OD，mm)。計算的目的是為了讓初級繞組覆蓋整個(gè)骨架寬度以產(chǎn)生最強的耦合

現在由第5部分的導線(xiàn)規格表(它是個(gè)好的開(kāi)始)或者廠(chǎng)商提供的合適的導線(xiàn)規格表可以選擇與所計算OD值相匹配的導線(xiàn)規格。依此能得到導線(xiàn)的圓密爾值(CM)，進(jìn)一步可以計算初級繞組電流容量(它是反推電流密度的基礎)它被定義為“圓密爾每安培”或CMA

計算的CMAp值應在200~500之間，低于200的電流密度太高，它會(huì )導致發(fā)熱和功率損耗，高于500導線(xiàn)未被利用到額定電流容量值。如果計算的CMAp低于200需重復計算，可以增加繞組層數或選擇大一規格的磁芯。

如果CMAp高于500就減少繞組層數或小一規格的磁芯進(jìn)行重復計算。作為一個(gè)規范初級導線(xiàn)規格應在26AWG之內。這是因為在高頻時(shí)電流只在導線(xiàn)表面流動(dòng)，大規格導線(xiàn)的中心沒(méi)有被利用，電流集中在導線(xiàn)表面，這樣就減小了導線(xiàn)有效栽流截面?？梢杂枚喙蓪Ь€(xiàn)克服這以問(wèn)題，例如多股標準26AWG導線(xiàn)可給出相同的有效CMA。

現在我們需要計算輔助繞組導線(xiàn)規格和次級繞組導線(xiàn)規格(或多路輸出電源的繞組)。利用下式能夠計算出適當繞組的次級峰值電流

此處Pox是所計算的次級繞組的輸出功率，Po是先前計算的總輸出功率。這確保所計算的次級峰值電流和特定輸出功率相匹配，這一點(diǎn)對多路輸出電源很重要，能保證次級導線(xiàn)規格不超標，這假定次級是單獨繞組。一個(gè)可選的辦法是疊加

次級繞組，通過(guò)合并輸出返回連接端能夠減少骨架所需引腳數。這兩種次級繞組安排見(jiàn)下圖3。

圖3 次級繞組的兩種不同安排

在圖3所示例子中次級S1傳導S1，S2，S3的和電流，次級S2傳導S2，S3的和電流，因此導線(xiàn)的規格必須于之相適應。Ispx計算公式變?yōu)橄率剑?/p>

此處ΣPox是各繞組功率之和，例如在圖3 b)中S1+S2+S3為S3繞組，S1+S2為S2繞組。S3仍舊傳導它自己的電流，計算是簡(jiǎn)單的?，F在次級RMS電流(Isrms)可以下式計算：

圖4給出IR40xx漏極電壓，初級電流，變壓器次級電壓和次級電流。據此可以看出初、次級之間的關(guān)系，初、次級電流是如何不在同一時(shí)間流動(dòng)的。

現在根據所計算的次級RMS電流(Isxrms)得出所需次級導線(xiàn)的規格。公式如下：

注意此處計算的初級所用CMA(電流容量)要確保與初級和次級的電流容量相匹配。由所計算的CM值從導線(xiàn)規格表中選擇合適的導線(xiàn)。

若可能的話(huà)總是在相鄰低點(diǎn)的AWG號(它是相鄰較大導線(xiàn)規格)附近取值。次級導線(xiàn)規格大于26AWG時(shí)建議不使用單根導線(xiàn)，其原因在前面關(guān)于初級導線(xiàn)規格時(shí)已提及到，所以繞組就需要用小規格的導線(xiàn)或者絞合線(xiàn)(它通常是多股導線(xiàn)編織而成這種導線(xiàn)一般是定做，價(jià)格昂貴，但它使用效果好)并聯(lián)使用。

當使用并聯(lián)導線(xiàn)時(shí)應確信全部CM值在前面計算值的10%之內。同法可計算出輔助繞組所需的導線(xiàn)規格。

圖4一個(gè)12V/2A的電源在90Vac輸入帶1.5A負載時(shí)

IR40xx的漏極電壓(CH1-00/div)、初級電流

(CH3)、次級電壓(CH2-20V/div)和次級電流(CH4)

為了初、次級間有最強的耦合，次級繞組應充滿(mǎn)整個(gè)骨架寬度。由于次級繞組通常只有很少的匝數，所以能通過(guò)繞組并聯(lián)達到此目的。

變壓器制造商在制作變壓器時(shí)需要以下參數：

-磁芯和骨架序列號(及所需氣隙AL值〔ALG〕)

-每一繞組的導線(xiàn)規格和絕緣類(lèi)型

-安全和漏電要求

-初級電感

-每一繞組(Np、Nb、Ns)匝數

-骨架引腳連接關(guān)系

-繞組結構和放置