反激电源自动(设计软件反激式变压器设计表格)
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符号数值单位数值范围表达式step1:规格最小交流输入电压最小值Vin,min85VAC>85最大交流输入电压Vin,max265VAC<265最大占空比(设定)Dmax0.45开关电源一般不超过0.45(n*(Vo+Vf))/(SQRT(2)*Vinmin+n*(Vo +Vf))效率(设定)η0.8根据电源设计估算输入功率Pin7.875(Vout*Iout)/η开关频率f60kHz根据电源设计估算开关周期(计算)T16.67us1/f输出电压(设定)Vout18VDC根据电源输出要求输出电流(设定)Iout0.35A根据电源输出要求step2:变压器参数原边峰值电流Ipk0.291162A2Pin/(Dmax*Vinmin*SQRT(2))原边有效电流Irms0.065511A Pin/(Vinmin*SQRT(2))原边电感Lp 3.10mH(Vinmin*SQRT(2)*Dmax)/(Ipk*f)磁芯规格Ap583.3333J一般选4.5A/mm^2,ΔB一般取0.2-0.26Ap=Ae*Aw或(5Po/ΔB*J*f)*10^3磁芯截面积(设定)Ae30mm2根据计算的AP值=Ae*Aw选择磁芯Aw=(E-D)*F=>变压器规格尺寸变压器气隙计算Lg0.27475mm(0.4πLP(Ipk^2))/(Ae*(ΔB^2))变压器匝比n 5.259(Vinmin*SQRT(2)*Dmax)/((Vo+0.7)*( 1-Dmax))原边匝数Np150.2602T(LP*Ipk)*10^3/(Ae*ΔB)次级匝数NS28.569T NP/NS=n辅助匝数NA22.917一般辅助绕组Vcc设定15VDC NS/NA=(Vo+0.7)/Vcc 反激式开关电源变压器设计数据表。
反激式电源变压器设计峰值电流:IP=2PO/Uin*Dmax*η单位;APO:输出功率。
Uin:最小直流输入电压。
Dmax:最大占空比。
一般为0.45.η:效率。
一次侧电感量:LP= (Vin*Dmax)^2/2*Pin*Fs*Krf 单位;HDcm: Krf=1 CCM: Krf=0.3-0.5一次侧匝数:NP=100*IP*LP/ BM *AEAE:平方厘米BM:高斯LP:UHIP: A二次侧匝数:NS=NP*(UO+UF)/URUR=UIN*DMAX/1-DMAXUO:输出电压。
UF:输出二极管压降。
UR;反射电压。
DMAX:最大占空比。
一般为0.45反馈匝数:NV=NS*(UV+UFV)/(VO+VF)NV:反馈圈数NS:次级圈数UV:反馈电压。
UFV:反馈二极管压降磁芯气隙:LG={(0.4/3.14)*IP*NP}/BMLG:磁路气隙,单位:CM。
BM:最大磁感应强度;单位:MT。
一次侧电流有效值:IPRMS=IP*√DMAX/3二次侧电流有效值:IPRMS=(2*IO/1-DMAX)*√DMA X/3最大磁通密度:BM=100*IP*LP/NP*AEAE:平方厘米BM:高斯LP:UHIP;安倍1特期拉=1000 毫特斯拉=10000高斯初级线径:OD=L*(BW-2*M)/NPL:初级层数BW:骨架宽度MMM:安全边距MM有效骨架宽度:BE=D*(B-2M)D=层数B=骨架宽度单位:MM导线外径DPM:DPM=BE/NP 单位;MM导线电流验证:J= 1.28*IRMS/DPM^2IRMS=有效值电流(A)DPM=无绝缘线外径(MM)。
在这里,Po=Vo*Io=48*1.28=61.44;工作频率选择:50000Hz;则: Ve=Po/(100*50000) =61.4/(100*50000)=12280mmm PQ3230的Ve值为:11970.00mmm,这里由于是调频方式工作。
完全可以满足需求。
可以代入公式去看看实际需要的工作频率为:51295Hz。
第二步:计算初级电感量。
最小直流输入电压:VDmin=176*1.414=249V。
最大直流输入电压:VDmax=265*1.414=375V。
最大输入功率:Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W第二步:计算初级电感量。
最小直流输入电压:VDmin=176*1.414=249V。
最大直流输入电压:VDmax=265*1.414=375V。
最大输入功率:Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W(设计变压器时稍微取得比总效率高一点)。
最大占空比的选择:宽电压一般选择小于0.5,窄电压一般选择在0.3左右。
考虑到MOS管的耐压,一般不要选择大于0.5,220V供电时选择0.3比较合适。
在这里选择:Dmax=0.327。
最大输入电流:Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39A 最大输入峰值电流:Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A MOS管最大峰值电流:Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A 初级电感量:Lp=Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3 =0.327*0.327*176/(2*0.39*50000)*1000 =482.55uH 取500uH。
查磁芯资料,PQ3230的AL值为:5140nH/N^2,在设计反激变压器时,要留一定的气息。
选择0.6倍的AL值比较合适。
在这里AL我们取:第三步:计算初级匝数NP: AL=2600nH/N^2 则:NP=(500/0.26)^0.5=44 第四步:次级匝数NS: VOR=VDmin*Dmax =249*0.327=81.4 匝比n=VOR/Vo=81.4/48=1.696 总结 通过样品的测试,实验结果为:整机效率0.88,PF值:176V时0.989;220V时0.984;265V时0.975。
输出电压(V)最大负载电流功率占比输出1-主路 5.00 1.40770.00%输出2 5.000.60330.00%输出30.000.2000.00%输出400.00%10W确定效率η80.00%计算输入功率Pout 12.5W 损耗因数Z0.5VACmin 85V VACmax 265V 频率fL50HZ 整流导通时间tc0.0032s输入滤波电容CIN 20uF 最小直流输入电压VDCmin 77V 22脉动电压Vripple 43V 最大直流输入电压VDCmax 375V707MOS管饱和导通压降VDS 10V 反射电压VOR 110V 最大占空比Dmax 0.62开关频率fs 132KHZKRP 0.40原边均值电流IAVG 0.162A 交流有效值IACRMS 0.294A原边峰值电流IP 0.326A直流有效值IRMS 0.208A 脉动电流值IR 0.130A 脉动系数r 0.40直流电流IDC 0.326A直流电流IDC 0.261A 原边负载电流值IOR 0.099A 伏微秒数Et(V*us)315.8409V*us 5.设置电流比例因数KRP,注意KRP=IR/IP,确定原边电流波形参数此处近似估算IDC,其实6.确定原边电感量LpIp=IAVG/((1-1/2*KRP)反激式开关电源参数设计1.根据输出参数确定输入功率2.确定输入交流电压范围。
3.根据计算选定输入滤波电容,计算整流输出直流电压Z=0表示损耗在初级,Z4.确定反射电压,计算在最小直流输入时对应的最大占空比Dmax原边电感Lp 15644.29711uH 原边电感的另一种计算公式Lp 3025.813063!!!这种从负载来算ILR的方法跟上面由原边平均值来计算的方法不同118.4403VeVe526.0416667cm3EFD253300mm33C90的材质计算原边和副边的匝数比n 20.00计算副边匝数NS1360副边第二绕组NS23副边第三绕组NS3 1.607142857每平方匝数的气隙z/N20.0006气隙系数z 0.23气隙lg-0.02mm由于原边电流有效值IRMS=0.307A 选择AWG-27足够Is1P 3.69A Is1RMS 2.41A Is2P 1.58Is2RMS 1.03Is3P 0.53Is3RMS0.348.确定原边及副边其他绕组匝数(都向上取整)9.计算气隙lg10.导线规格的选取普及而且必须状态,所以流过其绕组的电时,电子由于很强的相互排导体的集肤效应。
型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位1VACMIN 195V 2VACMAX 265V 3f L 50Hz 4fs132kHzMain outOut2Out3Out432000V 1.9000A PO60.860.8W 6η85%7Z 0.58U FB12V 0.2±%光耦/TL43110CIN(理论值)60.8UF 11CIN(实取值)100UF反馈电路类型计算数据UO IO SI 5一、设计需求部分9单端反激式开关电源反激式开关电源电7表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
当在其中输入数据时,表格会自动计算相关参数。
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________________ jianjun8410型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位计算数据单端反激式开关电源反激式开关电源电7表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
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________________ jianjun841012VMIN254.1V13VMAX 374.8V 14VOR 110V15KP116DMAX 30.7%17IP 1.832A 18IAVG 0.281A 19IRMS 0.586A 20IR1.832A型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位计算数据单端反激式开关电源反激式开关电源电7表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
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________________ jianjun841021储能方程式计算LP MIN 298.8UH 22脉动方程式计算LP MIN (辅助)315.1UH 23实取电感量LP 299UH 24估计初级漏感L_LKG7.48UH25BVDSS 647.8V 26PO(MOS)76.0W 27BVDSS(选定)700V 28PO(选定)125W 29VDS(选定) 6.21V 30RDS(ON)(选定)5Ω31ILIMIT(选定)2.70A 32BP0.42T二、关键元器件选择MOS 管芯片选择型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位计算数据单端反激式开关电源反激式开关电源电7表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位1VACMIN 195V 2VACMAX 265V 3f L 50Hz 4fs132kHzMain outOut2Out3Out432000V 1.9000A PO60.860.8W 6η85%7Z 0.58U FB12V 0.2±%光耦/TL43110CIN(理论值)60.8UF 11CIN(实取值)100UF单端反激式开关电源反激式开关电源电表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
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________________ jianjun8410计算数据UO IO SI 5一、设计需求部分9反馈电路类型型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位单端反激式开关电源反激式开关电源电表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
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________________ jianjun8410计算数据12VMIN254.1V13VMAX 374.8V 14VOR 110V15KP116DMAX 30.7%17IP 1.832A 18IAVG 0.281A 19IRMS 0.586A 20IR1.832A型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位单端反激式开关电源反激式开关电源电表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
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________________ jianjun8410计算数据21储能方程式计算LP MIN 298.8UH 22脉动方程式计算LP MIN (辅助)315.1UH 23实取电感量LP 299UH 24估计初级漏感L_LKG7.48UH25BVDSS 647.8V 26PO(MOS)76.0W 27BVDSS(选定)700V 28PO(选定)125W 29VDS(选定) 6.21V 30RDS(ON)(选定)5Ω31ILIMIT(选定)2.70A 32BP0.42TMOS 管芯片选择二、关键元器件选择型号:编写:jianjun8410日期:序号参数单位单端反激式开关电源反激式开关电源电表格中灰色为允许数据输入,黄色为中间变量,蓝色为输出变量。
型号:反激式开关电源编写:jianjun8410日期:序号参数单位1VACMIN 195V 2VACMAX 265V 3f L 50Hz 4fs132kHzMain outOut2Out3Out432000V 1.9000A PO60.860.8W 6η85%7Z 0.58U FB12V0.2±%光耦/TL431反激式开关电源电子设计表格V1表格中灰色为允许数据输入,当在其中输入数据时,表格会自动计算相关参数。
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________________ jianjun8410计算数据UO IOSI59步骤1_确定应用需求步骤2_根据应用需求选择反馈电路反馈电路类型型号:反激式开关电源编写:jianjun8410日期:序号参数单位反激式开关电源电子设计表格V1表格中灰色为允许数据输入,当在其中输入数据时,表格会自动计算相关参数。
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________________ jianjun8410计算数据10CIN73UF11CIN(选定)100UF12VMIN 254.1 V13VMAX 374.8V14UBR 468V 15Id 0.43A16UBR(选定)600实际选取CIN大小步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN 和VMAX ,并基于输入电压和PO 选择输入存储电容CIN 的容量步骤4_输入整流桥的选择型号:反激式开关电源编写:jianjun8410日期:序号参数单位反激式开关电源电子设计表格V1表格中灰色为允许数据输入,当在其中输入数据时,表格会自动计算相关参数。
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________________ jianjun8410计算数据17Id(选定)118VOR110V19KP120DMAX31.3%步骤7_根据VMIN 和VOR 确定DMAX步骤8_计算初级峰值电流IP 、输入平均电流IAVG 和初级RMS 电流IRMS整流桥选择正确步骤5_确定输出反射电压VOR 以及钳位稳压管电压VCLO步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP :当KP ≤1时,KP=KRP;当KP ≥1时,KP=KDP型号:反激式开关电源编写:jianjun8410日期:序号参数单位反激式开关电源电子设计表格V1表格中灰色为允许数据输入,当在其中输入数据时,表格会自动计算相关参数。
型号:编写:日期:25-07-2013
序号参数单位参数说明
1u min 90
V 交流输入电压最小值2u max 265V 交流输入电压最大值3f L 50175
35
Hz 电网频率4f
65
kHz
开关频率
Main out Out2
Out3Out4
518V 直流输出电压(输出电压>1v)62A
次级直流输出电流7P O 3636
000W 输出功率8η80%
电源效率9Z 0.5损耗分配系数10U FB 15V 反馈电压11C IN 101.6UF 输入滤波电容 12U Imin 100V 直流输入电压最小值13U Imax 375V 直流输入电压最大值14U OR 90V 初级绕组的感应电压15U DS(ON)5
V 开关管导通电压
16U F10.5
V 次级绕组肖特基整流管正向压降17U F2 1.2V
反馈电路中高速开关整流管正向压降
18
K RP
0.5
初级绕组脉动电流IR 与峰值电流IP 的比例系数
19D max 48.65%最大占空比(u min 时)20
I AVG
0.450
A
输入电流的平均值
变压器初级绕组设计参数
计算数据
U O I O
工作电压
1
300V
0V
270240
210
180
150
12090
60
30
型号:编写:日期:25-07-2013
计算数据
序号参数单位参数说明
21I P 1.233A初级绕组峰值电流
22I R0.617A初级绕组脉动电流 IR=I P·K RP
23I RMS0.657A初级绕组有效值电流
24L P1092.3uh初级绕组电感量
25n 4.8650.0000.0000.000初次级匝数比
26A P0.48055cm4所需A P值,A P=(L P•I P2•104/B w•K0•K j)1.14
TYPE高频变压器的结构参数
.
27磁芯ER28/28PC40铁氧体磁芯型号
28S J82.1mm2磁芯有效横截面积
29A WC114mm2磁芯窗口面积
30A P0.93594mm4磁芯AP值
31l64mm有效磁路长度
32A L2870.00nH/N2磁芯不留间隙时的电感系数
33A WB71.8mm2骨架窗口面积
34b16.1mm骨架宽度
35B AC0.2T交流磁通密度
36N P46匝初级绕组匝数
37N S9000匝次级绕组匝数
型号:编写:日期:25-07-2013
计算数据
序号参数单位参数说明
38N F8匝反馈级绕组匝数
39μO 0.4π X 10-6H/m真空中的磁导率
40μr1780磁芯不留间隙时的相对磁导率
41δ0.160mm磁芯气隙宽度
42A LG0.526uH/匝磁芯留间隙时的电感系数
43B M0.360T锰锌铁氧体磁芯最大磁通密度(B M=0.2~0.3T)
44D fm0.259mm趋肤效应穿透深度
45D m0.519mm单股最大裸线线径(避免趋肤效应)
46M2mm安全边距
47D P0.45mm选取初级绕组单股导线的裸直径(应≤2D fm)
48P p1股初级绕组导线股数
49d p2层初级绕组层数
50S P0.159043mm2初级单股导线的裸横截面积
51J 4.131A/mm2电流密度(J=4~10A / mm2)
变压器次级绕组设计参数
52I SP 6.246#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A次级绕组峰值电流
53I SRMS 3.419#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A次级绕组有效值电流
型号:编写:日期:25-07-2013
计算数据
序号参数单位参数说明
54I RI 2.773#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A输出滤波电容上的纹波电流
55D S0.450mm选取次级绕组单股导线的裸直径(应≤2Dfm)
57P S4股初级绕组导线股数
56S smin0.1590430.0000000.0000000.000000mm2次级绕组裸横截面积
58d s2000层初级绕组层数
59J 5.374#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A/mm2电流密度(J=4~10A / mm2)
可以绕制
检测变压器绕线能否容下
60U dmax V最高漏级电压估算值(包括漏感的作用)
61U(BR)S92000V次级绕组整流管最高反向峰值电压
62U(BR)FB82V反馈绕组整流管最高反向峰值电压。