单极性开关电源变压器的计算

发布于：2006/8/30 9:34:56 | 539 次阅读

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单极性开关电源变压器的计算
　　设计前应确定下列基本条件：电路形式，工作频率，变换器输入和电压，输出电压电流，开关管导通时间，对漏感及分布电容的要求，工作环境条件等。
（1）单端反激式计算
1）变压器输入输出电压
绕组输入电压幅值UP1=Ui－△U1
式中：Ui——变换器输入直流电压（V）
△U1——开关管及线路压降（V）
二次绕组输出电压幅值UP2=U02＋△U2
……
UPi=U0i＋△Ui
式中：U02…U0i——直流输出电压（V）
△U2…△Ui——整流管及线路压降（V）
2）绕组电感临界值(H)
式中：n——变压器匝数比n=tonUp1/toffUp2
ton——额定输入电压时开关管导通时间
（μs）
toff——开关管截止时间（μs）
　　T——开关电源工作周期（μs），T=1/f，f
：工作频率（Hz）
　　Po——变压器输出直流功率（W）
　　通常要求绕组实际电感Lp1≥Lmin
3)确定工作磁通密度
单端反激式变压器工作在单向脉冲状态，一般取饱和磁通密度值（Bs）的一半，即脉冲磁通密度增量
△Bm=BS/2(T)
4）计算磁心面积乘积
　　Sp=392Lp1Ip1D12/△Bm(cm4)
式中：Ip1——绕组峰值电流
Ip1=2Po/Up1minDmax(A)
式中：Up1min——变压器输入电压幅值（V）
Dmax——占空比，Dmax=tonmax/T
D1——绕组导线直径（mm），由
绕组电流有效值I1确定，单向脉冲时
I1=Ip1（ton/T）0.5
5）空气隙长度
　　lg=0.4πLp1Ip12/△Bm2SC(cm)
6）绕组匝数计算
　　绕组，有气隙时
N1=△Bmlg×104/0.4πIp1(匝)无气隙时(匝)
式中：LC——磁心磁路长度（cm）
　　μe——磁心有效磁导率，由工作的磁通密度和直流磁场强度及磁性材料决定，查阅磁心规格得出。
二次绕组N2=[Up2(1－Dmax)/Up1minDmax]N1
……
Ni=[Upi(1－Dmax)/UpiminDmax]N1
　　（2）单端正激式计算
　　单端正激式电路工作的特点是一、二次绕组同时工作，另加去磁绕组，因此计算方法与双极性电路类似。
1）二次绕组峰值电流等于直流输出电流，即IP2=I02
2）二次绕组电压幅值
开关电源功率变压器的设计方法
Up2=(Uo2＋△U2)/D(V)
式中：Uo2——输出直流电压（V）
　　△U2——整流管及线路压降（V）
　　D——额定工作状态时的占空比D=ton/T
3）变压器输出功率
P2=(DUp2Ip2)(W)
式中：Up2——变压器输出电压幅值（V）
Ip2——二次绕组峰值电流（A）
4）确定磁心体积
　　Ve=(12.5βP2×103)/f(cm3)
式中：β——计算系数，工作频率f=30～50kHz时，
β=0.3
由Ve值选择接近尺寸的磁心。
5）绕组匝数
N1=(Up1ton×10－2)/f(匝)
式中：Up1——变压器输入额定电压幅值（V）
6）二次绕组匝数N2=(Up2/Up1)N1
……
Ni=UpiN1/Up1
7）去磁绕组匝数NH=N1
8）绕组电流有效值二次侧：I2=Ip2
　　侧：I1=Up2I2/Up1
　　去磁：IH=(5～10)％I1
＊＊＊
上述仅是常规计算方法，由于所选用材料及工艺的不同，有些数据应做相应的调整。

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