反激变换器(Flyback)的设计及计算步骤.docVIP

反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤 齐纳管吸收漏感能量的反激变换器：0. 设计前需要确定的参数A 开关管Q的耐压值：VmqB 输入电压范围：Vinmin ～ VinmaxC 输出电压VoD 电源额定输出功率：Po（或负载电流Io）E 电源效率：XF 电流/磁通密度纹波率：r（取0.5，见注释C）G 工作频率：fH 最大输出电压纹波：Vopp1. 齐纳管DZ的稳压值VzVz = Vmq × 95% - Vinmax，开关管Q承受的电压是Vin + Vz，在Vinmax处还应为Vmq保留5%裕量，因此有 Vinmax + Vz Vmq × 95% 。2. 一次侧等效输出电压VorVor = Vz / 1.4（见注释A）3. 匝比n（Np/Ns）n = Vor / (Vo + Vd)，其中Vd是输出二极管D的正向压降，一般取0.5～1V 。4. 最大占空比的理论值DmaxDmax = Vor / (Vor + Vinmin)，此值是转换器效率为100%时的理论值，用于粗略估计占空比是否合适，后面用更精确的算法计算。一般控制器的占空比限制Dlim的典型值为70%。-----------------------------------------------------------------------------上面是先试着确定Vz，也可以先试着确定n，原则是 n = Vin / Vo，Vin可以取希望的工作输入电压，然后计算出Vor，Vz，Dmax等，总之这是计算的“起步”过程，根据后面计算考虑实际情况对n进行调整，反复计算，可以得到比较合理的选择。-----------------------------------------------------------------------------5. 负载电流IoIo = Po / Vo，如果有多个二次绕组，可以用单一输出等效。6. 一次侧有效负载电流IorIor = Io / n ，由Ior × Np = Io × Ns得来。7. 占空比DD = Iin / (Iin + Ior)，其中Iin = Pin / Vin，而Pin = Po / X。这里Vin取Vinmin。（见注释B）8. 二次电流斜坡中心值IlIl = Io / (1 - D)9. 一次电流斜坡中心值IlrIlr = Il / n10. 峰值开关电流IpkIpk = (1 + 0.5 × r) × Ilr11. 伏秒数EtEt = Vinmin × D / f ，（Et = Von × Ton = Vinmin × D/f）12. 一次电感LpLp = Et / (Ilr × r)13. 磁芯选择（1）Ve = 0.7 × (((2 + r)^2) / r) × (Pin / f)，Ve单位cm^3；f单位KHz，根据此式确定磁芯有效体积Ve，寻找符合此要求的磁芯。（见注释D）（2）最适合反激变压器的磁芯是“E Cores”和“U Cores”，“ETD、”ER、“RM这三种用于反激性能一般，而“Planar E”、“EFD、”EP、“P、”Ring型不适合反激变压器。（3）材质选锰锌铁氧体，PC40比较常用且经济。14. 一次匝数NpNp = (1 + 2/r) × (Von × D)/(2 × Bpk × Ae × f)，其中Von = Vinmin - Vq， Vq是开关管Q的导通压降；Bpk不能超过0.3T，一般反激变压器取0.3T；Ae是磁芯的有效截面积，从所选磁芯的参数中查的。（公式推导见注释E，说明见注释F）15. 二次匝数NsNs = Np / n，此值小数不可忽略时向上取整，如1.62T取2T，然后重新计算Np = Ns × n 。16. 匝数调整后实际磁通密度变化范围验证Bpk = Bpk0 × Np0 / Np，Bpk0、Np0是调整前的磁通密度峰值和一次匝数。（根据：Bpk与匝数成反比）dB = (2r/(r + 2)) × Bpk17. 气隙系数zz = (1 / Lp) × (u × u0 × Ae / le) × Np^2，其中u是磁芯材料的相对磁导率，Ae、le分别是磁芯的有效截面积和有效长度，这些参数由磁芯手册提供，u0是真空磁导率，值为4 × PI × 10^(-7) 。（见注释G）18. 气隙长度lglg = le × (z - 1) / u，其中u是磁芯材料的相对磁导率。（见注释G）19. 绕组导线的集肤深度hh = 66.1 × (1 + 0.0042 × (T - 20)) / f^0.5，所得单位为