反激变压器计算表格
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反激CCM变压器算法最低输入电压Vs100输出电压Vo12输出电流Io1估算效率η0.85输入功率Pi14.11764706工作频率f65000选定反射电压Vor80最大占空比D0.444444444输入电流平均值Iavp0.141176471选定电流波峰比Krp0.7输入电流峰值Ipp0.488687783输入电流有效值Irmsp0.221761931最大导通时间Ton 6.83761E-06预选工作B值Bset0.235选定磁芯型号磁芯截面积Se(mm^2)51.80.0000518 磁路长度M0.057相对导磁率2300计算原边匝数Np56.17026894选取原边匝数Np5656选取载流密度Density(4~10A/mm^2)5 计算导线截面积Sw0.044352386单股导线线径0.237636723双股导线线径0.168034538三股导线线径0.137199626四股导线线径0.118818362N股导线线径50.106274373输出整流管压降Vfo0.6次级匝数Nss8.82选取次级匝数Ns99重新核定反射电压Vora78.4重新核定最大占空比Da0.439461883重新核定最大导通时间Tona 6.76095E-06重新核定输入电流峰值Ippa0.494228461计算输出电流峰值Ips 3.07519931 2.744615计算输出电流有效值Irmss 1.567193481计算次级导线截面积0.313438696单股导线线径0.631729802双股导线线径0.446700427三股导线线径0.364729371四股导线线径0.315864901N股导线线径50.282518156反馈整流管压降Vfb0.6反馈电压Vb13反馈绕组匝数Nb9.714285714计算初级电感量Lp0.001954259验算磁芯B值Bmax0.332959974气隙长度M7.96734E-05气隙长度mm0.079673445电感系数"nH"623.169244。
型号:编写:日期:25-07-2013序号参数单位参数说明1u min 90V 交流输入电压最小值2u max 265V 交流输入电压最大值3f L 5017535Hz 电网频率4f65kHz开关频率Main out Out2Out3Out4518V 直流输出电压(输出电压>1v)62A次级直流输出电流7P O 3636000W 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)5V 开关管导通电压16U F10.5V 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18K RP0.5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)20I AVG0.450A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1300V0V270240210180150120906030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 RP23I 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)1.14TYPE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。
250mT,使用材质较差时,设计余量最好不超过200mT(初级绕组采用进1法取整数);
2、计算次级匝数的时候,需要考虑整流管压降,表格直接使用0.5V的管压降来计算;
3、计算结果的圈数可以根据排线状况微调,返回验证即可,线径需要另行考虑趋附效应,邻近效应,以及各种乱七八糟效应,电流密度选用参考:封闭环境选4~5A/mm2,风冷环境取6~7mm2;散热环境更好的话,还可以适当
取大点,最终以客户测试结果为准;
4、反激式变压器常用工作状态有两种,连续模式和非连续模式,连续模式要求电感取值不小于临界电感,非连续模式就不能超过临界电感,具体多少,需要根据实际情况把握;
5、计算饱和磁通密度使用初级峰值电流,计算线径使用初级有效电流。
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。
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。