高頻開(kāi)關(guān)電源中隔離降壓式DC/DC變換器的制作方法

Km是銅線(xiàn)窗口占空系數，定義為繞組凈可繞線(xiàn)空間與導線(xiàn)截面積之比。

計算銅線(xiàn)占空系數時(shí)應根據不同情況選取適當值，一般選取范圍在0.25～0.4之間，采用多股并繞時(shí)應選取較小值。

3)計算電流密度JJ=(A/mm2)（17）

4)計算導線(xiàn)截面積Smi和線(xiàn)徑diSmi=(mm2)（18）di=1.13·(mm)（19）

式中：Ii是各繞組電流有效值（A）。

計算所需導線(xiàn)直徑時(shí)，應考慮趨膚效應的影響。當導線(xiàn)直徑大于2倍趨膚深度時(shí)，應盡可能采用多股導線(xiàn)并繞。采用n股導線(xiàn)并繞時(shí)，每股導線(xiàn)的直徑din按下式計算。din=(mm)（20）

銅線(xiàn)的趨膚深度Δ有以下經(jīng)驗公式Δ=(mm)（21）

如果采用多股導線(xiàn)并繞，導線(xiàn)的股數太多，可以采用銅箔。在使用銅箔時(shí)，銅箔的厚度應該小于兩倍的趨膚深度，銅箔的截面積必須大于該繞組導線(xiàn)所需的截面積。

在計算完畢后，校驗窗口尺寸，計算分布參數，校驗損耗和溫升等。

3應用實(shí)例

設計一個(gè)用于輸入為48V（36～72V），輸出為2.2V、20A的正激變換器的高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，工作頻率是200kHz，最大占空比為0.45，采用第三繞組復位，銅線(xiàn)的趨膚深度為Δ=0.148mm。按照上述設計方法，設計的高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器如下：

磁芯規格EFD20，磁芯材料為3F3，Ae=31.0mm2，Philips；

初級繞組16匝，采用型號為AWG31的銅線(xiàn)，6股并繞；

復位繞組16匝，采用型號為AWG33的銅線(xiàn)；

次級繞組2匝，采用厚度t=0.1mm，寬度b=14mm的銅箔，兩層并繞，即截面積S=2.8mm2。

在最終確定導線(xiàn)規格時(shí)，均保留了一定的裕度。為使各繞組耦合良好，采用交錯繞線(xiàn)技術(shù)，如圖3所示[8]，其中P1和P2為變壓器初級繞組，并聯(lián)；S1和S2為變壓器次級繞組，并聯(lián)；R為變壓器復位繞組。那么，初級繞組采用AWG31的銅線(xiàn)，兩層；次級繞組采用采用厚度t=0.1mm，寬度b=14mm，即S=1.4mm2的銅箔，兩層。

設計出的變壓器的初級勵磁電感值實(shí)測為L(cháng)m=320.40μH，次級電感值實(shí)測為L(cháng)s=5.18μH，初級漏

正激變換器中變壓器的設計

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圖3交錯變壓器結構圖

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感電感值實(shí)測約為0.18μH。該變壓器在正激變換器中的工作特性很好。

4結語(yǔ)

本文詳細闡述了正激變換器中變壓器的設計方法，并結合具體設計任務(wù)，設計出一個(gè)用于48V（36～72V）輸入，2.2V、20A輸出的高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器。設計出的變壓器在實(shí)際電路中表現出良好的電氣特性。