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变压器计划办法

2017-09-17 13:04分类:电工考证知识 阅读:

 

今日讲下变压器的计划办法!变压器的计划办法有多种,自个感触适宜自个的才是最佳的,挑选一个自个最了解的,能够了解的才是最佳的!

  我先介绍下一种计划办法:

  1.先断定输入电压。

  通常是依照最低输入直流电压核算VINmin核算

  a.要是直流输入按直流的最低输入来核算;

  b.要是输入为沟通电,通常关于单相沟通整流用电容滤波,直流电压不会跨过沟通输入电压有用值的1.4倍,也不低于1.2倍。

  例如,全计划沟通输入85-265VAC的电源,通常按85VAC时核算,那VINmin=85*1.2=十2V,通常会取整数按十0VDC核算。

  2.断定导通时刻ton。

  导通时刻ton=T*D,T为周期 T=1/f,D为最大占空比,通常在最低输入电压的时分,D会最大,确保输出安稳。留神大的占空比能够下降初级的电流有用值,和MOS的导通损耗,可是依据伏秒规矩,初级占空比大了,次级的必定会小,那么次级的峰值电流会变大,电流有用值变大,会致使输出纹波变大!所以,通常单端反激拓扑的占空比挑选不要跨过0.5。并且通常的电流操控办法,占空比大于0.5要加斜率抵偿的,对调试是个难度。还有一首要的是你的占空比抉择你的匝比,匝比抉择啥,嘿嘿,反射电压VF,忘了再去上边看下,再加上你漏感致使的尖峰,终究影响你MOS的耐压。占空比越小匝比越小,反射电压VF越低,MOS的电压应力小。反之MOS的电压应力大,所以占空比要思考好了。要确保再最高电压下你的VDS电压在MOS的规矩电压以下,最佳是降额运用,流出满意的余量来!例如,电源的开关频率为十0K,最低输入时的最大占空比为0.4,那T=1/十0000=十μS,那么ton=0.4*十μS=4μS。

  3.断定磁芯的有用面积AE。

  AE通常会在磁芯的资猜中给出。

  4.核算初级匝数NP。

  NP=VINmin*ton/ΔB*AE,式中VINmin为直流最低输入电压;ton为导通时刻,AE为磁芯的有用面积,ΔB为磁感应强度改动量,这个值和磁芯质料,及温升等有关,通常考履向来挑选,在0.1-0.3之间,获得越大,余量越小,变压器在极点状况下越简略丰满!自个通常取0.2。

  5.核算次级匝数NS。

  NS=(Vo+Vd)*(1-D)*NP/VINmin*D

  式中Vo为输出电压

  Vd为二极管管压降

  D为占空比

  NP为初级匝数

  VINmin为最低输入电压

  6.断定次级整流二极管的应力VDR。

  上边算出变压器的初级匝数NP和次级匝数NS后,就能够得出次级整流二极管的电压应力

  VDR=(VINmax*NS/NP)+VOUT

  式中VINmax为最大输入电压,要确保在最高输入电压下你的二极管的电压应力不超支。通常算出来的这个VDR还要思考降额运用,所以二极管的耐压要高于这个VDR值。

  通常还要在整流管上并一个RC吸收,然后下降二极管反向回复时刻构成的电压尖峰!分外是CCM办法的时分!

  7.断定初级电感量LP。

  断定电感量之前咱们先看下上边的两个电流图

一种变压器的计划办法

  关于上图是两种作业办法的初级电感电流波形,我加了两个参数Ip1和Ip2;Ip1对应最低输入电流,Ip2对应最顶峰值电流,有上边这两个咱们也就能够算出均匀电流Iavg了,Iavg=(Ip1+Ip2)Dmax/2,式中Dmax为最大占空比,假定输出功率为Pout,电源功率为η,那么

  Pout/η=VINmin*Iavg=VINmin*(Ip1+Ip2)Dmax/2,得出Ip1+Ip2=2Pout/VINmin*Dmax*η

  然后就能够核算Ip1和Ip2的值了,关于DCM来说,电流是降到零的,所以Ip1为零;关于CCM来说Ip1和Ip2都是不知道数,又出来个履历挑选了,通常取Ip2=(2-3)Ip1,不能获得太小,太小了会有一个低电流斜率,尽管这么损耗小点,但简略使变压器发作磁丰满,也简略使体系发作哆嗦!自个通常取Ip2=3Ip1。核算出Ip1和Ip2后,这时分能够核算初级的电感量了,在ton内电流的改动量ΔI=Ip2-Ip1,依据(VINmin/LP)*ton=/ΔI,得出LP=VINmin*ton/ΔI,到此变压器的初级电感量核算结束,变压器的参数也核算结束!还有一种核算办法,即是依照上边的断定初级电感量的办法先断定电感量,然后来挑选磁芯,挑选磁芯的办法有许多种,通常最常用的是AP法。

  这个公式是看材料上的,详细我也没推倒过。能够看看赵修科教师的那本《开关电源中的磁性元器材》。

一种变压器的计划办法

  公式中L为初级电感量也即是LP,Isp为初级峰值电流Ip也即是ΔI,I1L为满载初级电流有用值,但我通常会把Isp和I1L当作是一个,都是初级的峰值电流,所以仁者见仁智者见智,咱们能够到运用时详细的来微调!Bmax为磁感应强度改动量也即是ΔB.这个取值和上边相同,获得太大,磁芯小但简略丰满,而获得太小磁芯的体积又很大,所以通常折中取值!并且和频率联络也很大,要是频率很高,主张取小点,因为频率高了损耗也大,变压器大了有利于散热。自个常常取0.2!K1=Jmax*Ko*十-4,其间Jmax为最大电流密度 俺通常取450A/平方公分。但赵教师书里获得是420A/平方公分。Ko为窗口面积,有的也叫窗口运用率吧,通常取0.2-0.4,详细要看绕线的构造了,比方加不加挡墙等要素,所以挑选时要充沛思考,防止因获得变压器太小,构造恳求严苛而绕不下,致使项目失利!十-4是由米变公分的系数

  所以上式收拾下可得AP=Aw*Ae=(LP*IP2*十4/450*ΔB*Ko)4/3cm4,核算出了AP就能够找到适宜的磁芯,然后找到Ae再依据式NP=LP*IP/ΔB*Ae。式中LP即是上边算得初级电感量。

  IP为初级峰值电流,ΔB为磁感应强度改动量,AE为磁芯的有用面积,后边的次级匝数NS和次级整流二极管电压应力的断定就和上边的进程5和6相同了!那这两种初级匝数NP的断定办法终究哪个对呢,能够通知咱们都对。依据电磁磁感应规矩:

(VINmin/LP)*ton=IP

  所以VINmin*ton=L*Ip,所以这两个从实质上式相同的。自个觉得榜首个适宜有履历的工程师,能够凭履向来挑选变压器,然后来核算变压器参数而第二种适宜初专家,先断定变压器再算变压器参数,防止因自个履历短少而走了弯路!

  变压器提到这吧,以上是自个的自个定见,等候咱们批判纠正。正本计划出来的参数仅供参看,因为变压器的漏感,PCB的计划,走线等要素会在调试时做微调,终究做出一个最优的、牢靠的商品!

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