输入电容及DCMCCMQR变压器计算
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技术要求:输入电压Vin:90-253Vac输出电压Vo:输出电流Io:6A输出功率Po:166W效率η:输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V,则从上图可以得到:Vpk=90*=127VVmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk-Vmin)V。
Idc*T3=C*△V其中:I dc=Poη∗Vdc =1660.85∗115=1.7A△V=Vpk-Vmin=127-103=24V关键部分在T3的计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS, T3=t1+t2=8mS。
C=*8/24==570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥1)DCM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),从而计算反射电压为Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)= Vf为整流二极管压降计算初级匝数Np=Vinmin∗Dmax△B∗Ae∗F =103∗0.480.15∗190∗10−6∗80∗103=22计算副边匝数 Ns=Np/n=,选择7匝,则原边匝数调整为 Np=*7=23匝计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照设计,要求在20V输出下辅助绕组能正常供电,所以,辅助绕组选择4匝。
反激变压器计算实例 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020技术要求:输入电压Vin:90-253Vac输出电压Vo:输出电流Io:6A输出功率Po:166W效率η:输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V,则从上图可以得到:Vpk=90*=127VVmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk-Vmin)V。
Idc*T3=C*△V其中:△V=Vpk-Vmin=127-103=24V关键部分在T3的计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz 的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS, T3=t1+t2=8mS。
C=*8/24==570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥1)DCM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),从而计算反射电压为Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)= Vf为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数 Ns=Np/n=,选择7匝,则原边匝数调整为 Np=*7=23匝计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照设计,要求在20V 输出下辅助绕组能正常供电,所以,辅助绕组选择4匝。
变压器设计计算公式1.整流变压器的设计计算公式:-一次侧绕组电流(I1)=输出电流(I2)×变比(N2/N1)- 一次侧绕组电压 (V1) = 输出电压峰值(V2_peak) × 变比(N2/N1)-二次侧绕组电流(I2)=二次负载功率(P2)/二次电压(V2)- 二次侧绕组电压 (V2) = 输出电压峰值(V2_peak) / √2-变比(N2/N1)=输出电压(V2)/输入电压(V1)-一次绕组线圈数(N1)=输入电压(V1)×变比(N2/N1)/输入电流(I1) - 二次绕组线圈数 (N2) = 输出电压峰值(V2_peak) × 变比(N2/N1) / 二次电压 (V2)2.隔离变压器的设计计算公式:-一次侧绕组电流(I1)=输出电流(I2)×变比(N2/N1)-一次侧绕组电压(V1)=输出电压(V2)×变比(N2/N1)-二次侧绕组电流(I2)=输出电流(I2)-二次侧绕组电压(V2)=输出电压(V2)-变比(N2/N1)=输出电压(V2)/输入电压(V1)-一次绕组线圈数(N1)=输入电压(V1)×变比(N2/N1)/输入电流(I1) -二次绕组线圈数(N2)=输出电压(V2)×变比(N2/N1)/输出电流(I2)3.功率变压器的设计计算公式:-铁芯截面积(A)=额定功率(P)/(变压器磁密(B)×变压器有效磁路长度(l))-铁芯有效磁路长度(l)=铁芯总长度(L)-窗口长度(Lw)-铁芯总长度(L)=两个E型铁片数量(n)×一个E型铁片长度(L1)+两个I型铁片数量(n)×一个I型铁片长度(L2)-窗口高度(Hw)=二次绕组高度(H2)-绝缘层厚度(h)-窗口宽度(Ww)=二次绕组宽度(W2)-绝缘层厚度(h)-铁芯窗口面积(Aw)=窗口高度(Hw)×窗口宽度(Ww)-铁芯有效磁路长度(l)=铁心总长度(L)-窗口总长度(Lw)需要注意的是,这些计算公式只是基础的设计公式,实际工程中还需要考虑到各种损耗和效率、绝缘、散热等因素的影响,以得到准确的变压器设计结果。
变压器容量计算公式详解
变压器是一种用来将交流电能从一个电压等级传输到另一个电压等级的电气设备。
它由两个或更多个互相绝缘的线圈组成,主要分为高压线圈和低压线圈。
变压器容量是指变压器能够传输的最大功率,也被称为额定容量或额定功率。
其中
负载功率(千瓦)是需要从变压器输出的功率,可以根据所需要的功率设定。
变压器效率是指变压器从输入端到输出端的能量转换效率。
变压器效率通常在变压器的技术参数中给出,一般在0.95至0.98之间。
需要注意的是,在计算变压器容量时需要考虑负载的功率因数。
功率因数是负载的电导效率与电阻效率之比,反映了负载是纯阻性还是具有电感或电容性。
通常来说,如果负载是纯阻性的,则功率因数为1,若负载为电感性或电容性,则功率因数小于1
在实际应用中,为了避免变压器过载或影响电力系统的稳定运行,变压器容量通常会根据负载功率的大小选择一个合适的容量。
一般而言,变压器的灵活性较大,其额定容量可以比实际负荷大20%至50%左右。
这样可以确保变压器在实际运行中不发生过载,并有足够的容量应对未来的负荷增长。
举例来说,假设需要从变压器输出的负载功率为100千瓦,变压器效率为0.95,则根据公式计算变压器容量:
因此,为了满足负载功率为100千瓦的要求,变压器容量应为
105.26千伏安。
总结起来,变压器容量的计算公式为变压器容量=负载功率/变压器效率。
在实际应用中,根据负载的需求选择一个适当的变压器容量能够确保变压器在实际运行中不超负荷,并有足够的容量来应对未来的负荷增长。
RCC方式电源变压器设计计算方法在RCC設計中,一般先設定工作頻率,如為50K,然後設定工作DUTY在90V入力,最大輸出時為0.5假設設計一功率為12V/1A1. 最大輸出電流為定格電流的1.2~1.4倍,取1.3倍.2. 出力電力Pout = V out × Iout = 12V×1.3A = 15.6W3. 入力電力Pin = Pout/∩=22.3W(RCC效率∩一般設在65%~75% , 取70%)4. 入力平均電流Iin=Pin/Vdc(INmin)=22.3/85*1.2=0.22( Vin(DCmin) = Vac(Inmin)×1.2)5. T=1/swF=1/50K=20uS Ton=Toff=10uS6. Ipk=Iin入力平均電流*2/DUTY=0.22*2/0.5=0.887. 一次側電感量Lp=Vin(DCmin)*Ton/Ipk=102*10/0.88=1159uH取1160uH8. 選擇磁芯,根据磁芯規格,選擇EI28. Ae=0.85CM^2 動作磁通=2000~2800取2000(當然,這是很保守的作法)9. Np=Ipk*Lp*K/Ae*▲Bm=(0.88*1160*100)/(0.85*2000)=60Ts10. Ns=(Vout+Vf)*Np/Vin(DCmin)=7.6 取8Ts11. 輔助電壓取5V(電晶體) 如功率管使用MOSFET則應設為11V12. Vin(DCmin)/Np=Vb/Nb----Nb=2.94 取3Ts故變壓器的構造如下:Lp=1160uHNp=60TsNs=7TsNb=3Ts以上采用三明治繞法:三明治繞法詳解:所謂三明治就是夾層繞法,因結構如同三明治一樣,所以叫三明治繞法.通常會有兩種繞法:1. 一次側平均法,就是a.最底層繞上一半的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的另一半.d.再繞Vcc. 最常用的做法還會在二次側上下兩層各加一銅箔或繞線屏蔽.在小功率上會起到Y電容的效果,所以說在小功率上有些人說可以不用Y電容,其實在整體成本上沒有太大的差別.2. 屏蔽繞法, 就是a.最底層繞上與二次相同的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的其它圈數.d.再繞Vcc. 這種方式很少加屏蔽.當然還有很多種不同的配對方式.但基本原理是一樣的.三明治的真正用意就是減小漏感,人為的在一次與二次之間加上一個寄生電容.用三明治繞法不可以短路为什么?(短路指输出短路保护) 设计参数选取有问题。
技术要求:输入电压Vin : 90-253Vac 输出电压Vo:27.6V 输出电流Io: 6A输出功率Po: 166W 效率η: 0.85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压VdC 为115V,则从上图可以得到:Vpk=90*1.414=127VVmi n=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(VPk-Vmin)V Oldc*T3=C* △ V其中:△ V=VPk-Vmi n=127-103=24V关键部分在T3的计算,T3=t1+t2 , t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为VX=VPkSin θX,根据已知条件,Vx=103V , Vpk=127V ,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms∕180=3mS , T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8∕24=0.57mF=570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH, Bmax≥0.32T1) DCM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择0.48,全范围DCM,则在最低输入电压VdC下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),IrmS = IPk L* n*^Dma^ ≡12.3AV 3根据电流有效值, 求,即可得到合适的变压器。
技术要求:输入电压Vin:90-253Vac输出电压Vo:27、6V输出电流Io:6A输出功率Po:166W效率η:0、85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到得电压Vdc为115V,则从上图可以得到:Vpk=90*1.414=127VVmin=Vdc—(Vpk—Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载得话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk—Vmin)V。
Idc*T3=C*△V其中:△V=Vpk—Vmin=127-103=24V关键部分在T3得计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz得交流来说,t 1=5mS,然后就就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压得公式为Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS, T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8/24=0、57mF=570uF二、变压器得设计过程变压器得设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也就是DCM得一种,不同得地方在于QR得工作频率就是随着输入电压输出功率得变化而变化得。
对于变压器磁芯得选择,比较常用得方法就就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级得反激,选择PQ3535得磁芯即可、磁芯得参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥0。
32T1)DCM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择0.48,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),从而计算反射电压为Vor=95V匝比n=Vor/(Vo+Vf)=3、32 Vf为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数Ns=Np/n=6。
ccm模式反激变压器计算CCM模式反激变压器是一种常见的电力电子变压器,也被广泛应用于电力系统中。
它的设计和计算对于保证电力传输的稳定性和高效性具有重要意义。
本文将介绍CCM模式反激变压器的基本原理和计算方法。
我们来了解一下CCM模式反激变压器的基本原理。
CCM模式,即连续导通模式(Continuous Conduction Mode),是指变压器的磁场在整个工作周期内都保持连续导通的状态。
而反激变压器则是指在工作过程中,变压器的磁场能量会周期性地被释放和吸收。
CCM模式反激变压器通过合理控制开关管的通断时间,实现电能的高效转换。
在计算CCM模式反激变压器的参数时,首先需要确定变压器的额定功率和输入输出电压。
额定功率是指变压器在设计工作条件下所能承载的最大功率。
输入输出电压则是指变压器的输入端和输出端的电压。
根据这些参数,可以进一步计算出变压器的额定电流和额定频率。
接下来,我们需要计算变压器的变比和匝数。
变比是指输入电压与输出电压之间的比值,可以根据输入输出电压的值来计算。
匝数则是指变压器的输入线圈和输出线圈的匝数,可以通过变比和输入线圈的匝数来计算。
在计算变压器的匝数时,需要注意线圈的绕组方式和磁芯的材料。
绕组方式有串联和并联两种,根据实际情况选择合适的绕组方式。
而磁芯的材料则会影响变压器的磁导率和损耗,需要选择合适的材料来提高变压器的效率。
还需要计算变压器的损耗和效率。
损耗是指变压器在工作过程中由于电阻、涡流和剩磁等因素引起的能量损失。
效率则是指变压器输出功率与输入功率之间的比值,可以通过计算损耗和输出功率来得到。
在计算过程中,需要考虑变压器的额定工作条件和安全系数。
额定工作条件是指变压器在设计工作条件下所能承受的最大电流和温度。
安全系数是指在设计过程中考虑到不确定因素所设置的保护值,通常为额定值的1.2倍。
CCM模式反激变压器的计算涉及到额定功率、输入输出电压、变比、匝数、损耗和效率等参数。
变压器计算公式变压器是一种将交流电能从一个电路传递到另一个电路的电气设备。
而开关电源是一种以开关器件(如晶体管、二极管)为控制元件,进行频繁的开关操作来调节输入电源的电压、电流和功率的电源。
本文将介绍变压器和开关电源的相关计算公式。
1.变压器计算公式:变压器的计算公式主要包括变压器的变比计算、输入/输出电压和电流的关系、功率的计算以及绕组的电阻和电容的计算等。
(1)变比计算:变压器的变比一般用一个转向比或变比来表示,即:\(\frac{{N_1}}{{N_2}} = \frac{{V_1}}{{V_2}} =\frac{{I_2}}{{I_1}}\)其中,\(N_1\)、\(N_2\)分别表示一次侧和二次侧的匝数;\(V_1\)、\(V_2\)分别表示一次侧和二次侧的电压;\(I_1\)、\(I_2\)分别表示一次侧和二次侧的电流。
(2)输入/输出电压和电流的关系:\(V_1 \cdot I_1 = V_2 \cdot I_2\)即一次侧的输入功率等于二次侧的输出功率。
(3)功率的计算:变压器的功率可以通过输入/输出电压和电流的关系来计算,即:\(P_1 = V_1 \cdot I_1\)\(P_2 = V_2 \cdot I_2\)其中,\(P_1\)、\(P_2\)分别表示一次侧和二次侧的功率。
(4)绕组的电阻和电容的计算:绕组的电阻可以通过测量绕组长度、截面积和材料的导电率来计算。
绕组的电容可以通过绕组的长度、半径和材料的介电常量来计算。
2.开关电源计算公式:开关电源的计算公式包括输入电压和电流的计算、开关元件的计算和功率因数的计算等。
(1)输入电压和电流的计算:开关电源的输入电压可以通过公式计算,即:\(V_{in} = \frac{{V_{out}}}{{D}}\)其中,\(V_{in}\) 表示输入电压,\(V_{out}\) 表示输出电压,\(D\) 表示占空比。
输入电流可以通过输入功率和输入电压之间的关系来计算,即:\(I_{in} = \frac{{P_{in}}}{{V_{in}}}\)其中,\(I_{in}\) 表示输入电流,\(P_{in}\) 表示输入功率。
技术要求:输入电压Vin:90-253Vac
输出电压Vo:27.6V
输出电流Io:6A
输出功率Po:166W
效率η:0.85
输入功率Pin:195W
一、输入滤波电容计算过程:
上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V,则从上图可以得到:
Vpk=90*1.414=127V
Vmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V
将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk-Vmin)V。
Idc*T3=C*△V
其中: I dc=Po
η∗Vdc =166
0.85∗115
=1.7A
△V=Vpk-Vmin=127-103=24V
关键部分在T3的计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为
Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS, T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8/24=0.57mF=570uF
二、变压器的设计过程
变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥0.32T
1)DCM变压器设计过程:
开关频率选择80K,最大占空比选择0.48,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),
从而计算反射电压为Vor=95V
匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=3.32 Vf为整流二极管压降
计算初级匝数Np=Vinmin∗Dmax
△B∗Ae∗F =103∗0.48
0.15∗190∗10−6∗80∗103
=22
计算副边匝数 Ns=Np/n=6.32,选择7匝,
则原边匝数调整为 Np=3.32*7=23匝
计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照20-27.6V设计,要求在20V输出下辅助绕组能正常供电,所以,辅助绕组选择4匝。
初级电感量 Po=0.5L*I*I*F/η I=Vinmin*Dmax/(L*F)
P0η=0.5∗L∗(Vinmin∗Dmax
L∗F
)
2
∗F,
将各个参数代入,得到L 值 L=78uH 初级电流峰值:
A F L D Vdc Ipk L 9.81080107848.0115max 36=****=**=
- 初级电流有效值:A D Ipk I L L RMS 6.33max =*= 次级电流有效值:A D n Ipk Irms L
3.123max 1=-**= 根据电流有效值,可以选择变压器线径,根据匝数绕电感后,调整气息使电感量满足要
求,即可得到合适的变压器。
以下黄色字体部分,是根据batteryli 提到,对于DCM ,变压器的△B 值可以适当选的
大一些,从而降低匝数减小漏感,可以减小尖峰。
因此按照△B=0.2设计的变压器。
开关频率选择80K ,最大占空比选择0.48,全范围DCM ,则在最低输入电压Vdc 下,占
空比最大,电路工作在BCM 状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),
从而计算反射电压为Vor=95V
匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=3.32 Vf 为整流二极管压降 计算初级匝数 Np =Vinmin∗Dmax
△B∗Ae∗F =103∗0.480.2∗190∗10−6∗80∗103=16 计算副边匝数 Ns=Np/n=4.8,选择5匝,
则原边匝数调整为 Np=3.32*5=17匝
计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照20-27.6V 设计,要求在20V 输出下辅助绕
组能正常供电,所以,辅助绕组选择3匝。
初级电感量 Po=0.5L*I*I*F/η I=Vinmin*Dmax/(L*F)
P0η=0.5∗L ∗(Vinmin∗Dmax L∗F )2
∗F ,
将各个参数代入,得到L 值 L=78uH
根据电流有效值,可以选择变压器线径,根据匝数绕电感后,调整气息使电感量满足要
求,即可得到合适的变压器。
2)CCM 变压器设计过程:
CCM 变压器的设计,必须首先确定一个负载点,在该状态下,变压器工作在BCM 状态下,
如果负载继续增加则进入CCM ,如果负载减小,则进入DCM ,一般情况下,我会选择最低输
入电压下额定负载的70%为BCM 状态。
70%负载情况下,输出功率为P 0.7=27.6*6*0.7=116W ,因此峰值电流为 A D V P I dc PK 94.485
.0*48.0*11511622max 7.07.0=*=***=η, 从这个时刻,如果继续增加负载电流,变压器进入CCM 状态,占空比不变,所以,峰峰
值电流也就是这个值,因此ΔI=4.94A
满载情况下,输入平均电流
设峰值电流为I PK 则 (I PK +I PK -4.94)×D/2=in I
I PK =6A
根据△I 占Ipk 的比例,确定△Bmax ,△Bmax/Bmax=△I/Ipk 得到△Bmax=4.94*0.32/6=0.26T ,
选择△B 为0.18T ,计算变压器原边匝数
Np =Vinmin∗Dmax △B∗Ae∗F =103∗0.48
0.18∗190∗10−6∗80∗103=18 根据伏秒平衡,可以得到以下公式,
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),
从而计算反射电压为Vor=95V
匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=3.32 Vf 为整流二极管压降
副边匝数 Ns=18/3.32=5.4,选择6匝,
原边匝数调整为 Np=3.32*6=20
计算辅助绕组匝数,输出电压变化范围按照20-27.6V 设计,要求在20V 输出下辅助绕
组能正常供电,所以,辅助绕组选择4匝。
根据△I=Vdc*Dmax/Lp*F ,可以得到变压器原边电感值
3)QR 模式变压器的设计过程
最低输入电压103V ,最大占空比Dmax 选择0.48,在最低输入电压情况下,变压器工作
在临界模式,则根据伏秒平衡
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),
Vor= Vdc*Dmax/(1-Dmax)
=103*0.48/(1-0.48)
=95V
匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=95/(27.6+1)=3.32
采用0B2203,如果全范围内都工作在QR 状态下,则在同一负载条件下,工作频率只跟
随输入电压变化,频率变化比如下: 2
)(1)(1⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+*++*+=H L L
H
Vdc Vf Vo n Vdc Vf Vo n Fs Fs , 将Vo=27.6V 、Vf=1V 、VdcL=115V 、n=3.32、VdcH=360V 代入,可以得到FsH=2.25FsL,如果
将低压满载工作频率设置在50k ,则高压满载工作频率则工作在2.25*50=112.5 k 。
变压器工作在QR 模式时,MOS 管开通时,变压器原边储存能量,在MOS 关关闭时刻完
全传递到副边,每个周期变压器原边储存的能量为
变压器传递到副边的总能量等于每个周期传递的能量与频率的乘积,所以
原边峰值电流可以通过下式得到
将 Po=166W 、η=0.85、Vdc=115V 、Dmax=0.48、F=50K 带入上式可以得到变压器原边电感 L=156uH
在最低输入电压情况下,初级峰值电流最大,初级电流峰值最大值
初级电流波形为三角波,所以有效值为
次级电流有效值
则初级绕组匝数 2620
.01019034.61015666=****=**=--m e L p B A Ipk Lp N 匝 次级绕组匝数Ns=26/3.32=8匝,选择8匝,则原边调整为27匝
由于负载为两串铅酸蓄电池,最低充电电压按照20V 计算,辅助绕组选择4匝。
MOS 管的选择
初级峰值电流6.34A,按照1.5倍余量选择,MOS 管电流选择6.34*1.5=9.5A
输入电压最高值360V ,反射电压95V ,考虑尖峰电压100V ,MOS 管耐压按照0.85的
余量选择,则MOS 管耐压应不低于
库存MOS 管中,满足电压电流条件的型号为FQA13N80,所以选择该型号MOS 管。
输出二极管的选择
变压器变比27:8,当输入电压最高时,折算到副边的电压为
360*8/27=107V
因此二极管承受的反向电压为107+27.6=135V ,考虑尖峰电压50V ,二极管耐压按照0.85
的容量选择,则
V=(135+50)/0.85=218V
副边峰值电流为6.34*27/8=21A
库存最接近的二极管是STTH3003,耐压300V ,两个15A 二极管并联。