实用反激变压器的设计.docxVIP

第3章 主电路参数的计算3.1 反激变压器的设计反激变压器是反激变换器中的重要部件，它的好处将在很大程度上决定开关电源质量的高低，反激变压器兼有储能，平滑滤波，能量传递，减少纹波系数，抑制尖峰电流和电压，限流隔离等作用，可与电路电容构成谐振产生交流电压，电流，因此设计反激变压器十分重要。其设计要求有：（１）一、二次绕组电压的变比应满足要求值．当输入电压降至规范允许的最低电压时，输出电压仍能满足规定的额定值．（２）当输入电压及占空比最大时，变压器磁芯不允许出现饱和．（３）当输出功率最大时，变压器温升应在规范要求之内．（４）应满足一、二次侧铜耗相等、铜损耗与铁损耗相等的原则，以使总损耗最低，获得较高效率。3.1.1 变压器磁芯的选择 反激式变换器一般功率比较小，通常采用铁氧体磁芯作为变压器的磁芯，本次设计选PC40材料，在100下，剩余磁密B=0.055T，饱和磁密B=0.39T。其功率容量AP为： AP=AA= （3-1）式中：P--变压器的视在功率，W； A--磁芯有效截面积, mm； A--磁芯窗口面积，mm； K--窗口的铜填充系数，取K=0.4； B--变压器磁芯工作磁感应强度, T； 为避免磁饱和，应留 一定裕量，取B=0.6（B-B） =0.23T; J--电流密度，A/cm； f--开关频率，Hz；经计算有：P==152.35W代入式（3-1）得=0.3066cm根据所得AP值，并留有一定余量，所选磁芯型号为EE2329S，其AP=0.4368cm磁芯有效面积为A=35.8mm，窗口面积为A=122mm。3.1.2 反激变压器参数的计算1.原边绕组电流峰值设反激变压器在最小输入电压及额定负载的情况下工作在临界连续模式，可知其他情况，变压器均工作在断续模式，最大占空比为D,设为D=0.43，由于原边平均电流I=I,则有： （3-2）由式（3-2）得:原边电流峰值: I==1.451A2.原边电感量由于变压器工作在临界模式，则有： （3-3）由式（3-3）得：L===434.6uH。3.计算原边绕组匝数根据电感特点可列: V=E= （3-4) 由式（3-4）得： N= （3-5） 根据所选磁芯，磁芯截面积A=86.9mm，取0.6（B-）=0.6（0.39-0.055）T=0.2T。 代入式（3-5）得： N==88.1匝 由于所求匝数应大于上述值，取N为89匝。4.计算副边绕组匝数 由于原副边共用一个磁芯，可知原副边每匝伏数相同。原边绕组每匝伏数n===2.96V/匝。 对于输出5V的主路,考虑副边整流二极管压降，设二极管整流压降V=0.8V,则输出电压V=0.8+5=5.8V。则主路输出绕组匝数N==1.69匝。考虑匝数只能取整数，取N为2匝。 对于12V辅路输出，其整流二极管压降设为V=0.8V,则输出电压为V=0.8+12=12.8V。 则12V辅路输出绕组匝数为： N===4.32匝,匝数应取整数，故取N为5匝。 对于24V辅路输出，考虑整流二极管压降，V=0.8V，输出电压V=0.8+24=24.8V。 则24V辅路输出绕组匝数为： N==8.37匝,故取N为9匝。5.变压器原副边绕组线径的选择因为绕组线径的选取主要与绕组的发热效应有关，也就是与绕组电流的有效值有关，故可根据绕组的电流密度选取绕组线径。根据经验，取导线电流密度为J=4.5A/mm，则有：(1)对于变压器原边，原边电流有效值为： I=I (3-6) 式中：I--原边电流有效值，A；--原边电流峰值，A；--最大占空比； 由式（3-6）得：I=1.451=0.549A。 绕组导线截面积为： A= (3-7) 由式（3-7）得： 原边导线截面积: A===0.122mm。 绕组线径为： D= （3-8） 由式（3-8）得： 原边绕组线径:==0.39mm,选取0.44mm线径。(2)对