反激式高頻變壓器的分析與設計
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時(shí)間：2011-05-23
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3 變壓器設計實(shí)例
逆變器電路拓撲如圖1，其中對變壓器的工作要求為：輸入電壓24 V；輸出電壓有效值220 V，頻率50Hz；額定容量250 VA；開(kāi)關(guān)頻率20 kHz；變壓器在反激式電路中，即變壓器需工作在DCM；假設效率η=85％，最大占空比0．45。
磁芯材料選擇PC40，其在60℃時(shí)飽和磁通密度為Bw=450 mT，考慮一定裕度，取Bw的1／3作為變壓器工作磁通密度的擺幅，
即
。變壓器原副邊繞組均無(wú)抽頭，故由式(5)Pt=Po(1／η+1)=544 W。
工作頻率fs=20 kHz，kc取0．4，則由式(4)得
，根據上述值，選PC40 EE42／21／20，其中Ap=6．462 5 cm4；Ae=235 mm2；Aw=275 mm2。原邊繞組匝數根據式(8)得：
7．66，取8匝。副邊繞組匝數由式(9)及式(10)得：
代入數值可得：126．76，取127匝。電流密度J由式(3)得：
為確保最大輸出功率時(shí)逆變器仍工作在DCM，原邊電感(單位：μH)由式(16)得：
考慮趨膚效應，原邊繞組采用AWG#18導線(xiàn)5根并繞，副邊繞組采用AWG#20導線(xiàn)。
可能出現的磁通密度峰值小于磁芯飽和磁通密度，設計可行。
4 實(shí)驗
測試電路結構見(jiàn)圖1．前級K2，K4關(guān)斷，K1，K3做20 kHz，占空比為0．45的高頻斬波，后級K5導通，K6關(guān)斷，從而形成一個(gè)反激型的DC —DC電路，輸入電壓取直流24 V，負載R取387Ω，此時(shí)測得輸出電壓為289．6V，輸入電流為12．7A，此時(shí)計算得電路的效率為71.1％，經(jīng)測試，前級全橋效率在大電流下約為85％，再考慮電路其他部分的損耗，因此可得變壓器的效率約為85％，變壓器實(shí)物照片見(jiàn)圖3。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179093.htm
5 結語(yǔ)
本文詳細介紹了反激式高頻鏈逆變器用高頻變壓器的設計方法及步驟，明晰了原本復雜的變壓器設計步驟。本文的設計方法具有一定的普遍性，設計步驟中大多數也與其他電路拓撲的變壓器設計過(guò)程吻合，最后，利用本文設計方法設計的高頻變壓器在250 VA高頻鏈逆變器中進(jìn)行了測試使用，實(shí)驗結果表明，變壓器運行良好，逆變器運行良好，變壓器設計是比較成功的。
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