反激變壓器的設計
基本步驟:
2、 求匝比n。
3、 求初級電感量Lp。
4、 選擇磁芯。
5、 求最小初級匝數。
6、 初級、次級和反饋繞組匝數關(guān)系。
7、 選擇線(xiàn)經(jīng),確定初級、次級和反饋繞組匝數。
8、 做樣品、調整參數。
9、 參考例子。
一、 確定Dmax和Vor
當開(kāi)關(guān)管Q閉合時(shí),初級線(xiàn)圈電壓為:Vin(當輸入為265V時(shí),達到375V),如果變
壓器初級線(xiàn)圈為:Np;次級線(xiàn)圈為:Ns。匝比:
n=Np/Ns。
則:次級線(xiàn)圈的電壓為:Vin/n。由于次級二極管D3反向,沒(méi)有形成回路,所以線(xiàn)圈沒(méi)有
電流流經(jīng)負載。而二極管的反向耐壓:
VDf=Vin/n+Vo,
Vo為輸出電壓。
當開(kāi)關(guān)管Q關(guān)斷時(shí),變壓器中儲存的能量向負載釋放。次級線(xiàn)圈的電壓
VS=Vo+Vd,
Vd為整流二極管D3正向壓降。
初級線(xiàn)圈的電壓為:
VP=n*VS+Vleg。
Vleg為變壓器漏感產(chǎn)生的尖鋒電壓;與輸入電壓反向。
設定Vor=n*VS,為反射電壓。則開(kāi)關(guān)管承受的電壓
Vds=Vinmax+Vor+Vleg。
實(shí)際選擇開(kāi)關(guān)管是必須留20~50V的余量。
所以:
Vor=VDS-(Vinmax+Vleg+余量)=600-(375+120+20~50)=55~85V
VDS:開(kāi)關(guān)管的額定耐壓,600V
Vin:在265V輸入時(shí),375V
Vleg:一般在120V
余量:20V~50V
根據伏秒法則:Vin*Ton=Vor*Toff
Ton:為開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)間。
Toff:為開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)間。
占空比:D=Ton/(Ton+Toff),Ton+Toff為周期T。
Ton=T*D
Toff=T*(1-D)
所以: Vin*D=Vor*(1-D)
D=Vor/(Vin+Vor)
Dmax=Vor/(Vinmin+Vor)建議設置在0.3~0.5 當輸入電壓最小時(shí)取得最大占空比。 二、求匝比n
三、求初級電感量Lp。
計算電感量:BCM時(shí),
有電感、電壓、電流和時(shí)間的關(guān)系:
L=V*t/Ipp t:為時(shí)間。Ipp:電流的變化量。
初級電感量:Lp=Vinmin*Tonmax/Ipp
BCM時(shí),Ipp=2*Pin/ (Vinmin* Dmax)
Tonmax=T*Dmax=Dmax/fs fs:為工作頻率。
所以:Lp=Vinmin*Tonmax/Ipp=Vinmin*Vinmin*Dmax*Dmax/(2*Pin*fs)
對于CCM模式:由于電流并沒(méi)有下降到0,所以Ippccm=K*IppBCM,K小于1。
所以:Lp=Vinmin*Tonmax/Ipp=Vinmin*Vinmin*Dmax*Dmax/(2*Pin*fs*K)
當輸入為窄電壓時(shí):K取0.6~0.8
當輸入為寬電壓時(shí):K取0.4~0.6
實(shí)際應用時(shí),取值在以上的基礎上乘以1.1倍,再以10%的誤差制作。
四、選擇磁芯
Ap = AwAe = (Pt*10000) / 2ΔB*f *J*Ku
式中 Pt = Po /η +Po 傳輸功率
J : 電流密度 A / cm2 (300~500)
Ku: 繞組系數 0.2 ~ 0.5 .
五、求最小初級匝數。
Np=Lp*Ipp/(Bm*Ae)= Vinmin*Tonmax/(Bm*Ae)= Vinmin* Dmax/(fs*Bm*Ae)
此處求得的是最小匝數。
六、初級、次級和反饋繞組匝數關(guān)系
有n=Np/Ns,可以得到:
Ns=Np/n
令反饋繞組為Na,電壓為Va由于反饋繞組與次級繞組同名端同向,所以,反饋繞組電壓與次級繞組電壓成比例,即:
Ns/Na=(Vo+Vd)/(Va+Vd1)=na
Vd:次級整流二極管正向壓降
Vd1:
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