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設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

發(fā)布時(shí)間:2013-09-30 責(zé)任編輯:eliane

【導(dǎo)讀】在電源設(shè)計(jì)過程中,高頻變壓器的設(shè)計(jì)是一大難點(diǎn)。本文將通過一款反饋式電流不連續(xù)電源高頻變壓器的設(shè)計(jì),為大家詳細(xì)講解電源高頻變壓器的設(shè)計(jì)步驟。當(dāng)然,設(shè)計(jì)高頻變壓器的方法并不只有這一種,希望這一設(shè)計(jì)方法能對(duì)大家有所幫助。

設(shè)計(jì)目標(biāo):電源輸入交流電壓在180V~260V之間,頻率為50Hz,輸出電壓為直流5V、14A,功率為70W,電源工作頻率為30KHz。

設(shè)計(jì)步驟:

計(jì)算高頻變壓器初級(jí)峰值電流Ipp

由于是電流不連續(xù)性電源,當(dāng)功率管導(dǎo)通時(shí),電流會(huì)達(dá)到峰值,此值等于功率管的峰值電流。由電感的電流和電壓關(guān)系V=L*di/dt可知:
設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

求最小工作周期系數(shù)Dmin

在反饋式電流不連續(xù)電源中,工作周期系數(shù)的大小由輸入電壓決定。
設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

因此,當(dāng)電源的輸入直流電壓在216V~400V之間時(shí),工作周期系數(shù)D介于0.31~0.45之間。

計(jì)算高頻變壓器的初級(jí)電感值Lp

設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解
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計(jì)算繞組面積Aw和鐵心有效面積Ae的乘積Aw*Ae,選擇鐵心尺寸

如果我們只繞初級(jí)于線架上,則:
設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

在反饋式變壓器中,如果初級(jí)占30%的繞組面積,則其余的70%為次級(jí)和絕緣空間,因此,Aw*Ae須再乘以3倍,為了安全起見,我們將其提高為4倍。因此,
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由TDK目錄中可查得EE42*42*15的鐵心和線架Aw*Ae=1.83cm2*1.83cm2=3.33cm4,因此,我們選用此鐵心。

計(jì)算空氣間隙長(zhǎng)度Lg

在反饋式電源變壓器中,磁通只在第一象限中變化,電流磁通量不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。為防止變壓器飽和,可以采用大體積鐵心或在磁通路徑上使用空氣間隙,為減少電源體積,我們采用間隙法,使磁滯回路變的平坦,在相同的直流偏壓下可降低工作的磁通密度。

在磁通路徑上,空氣間隙會(huì)產(chǎn)生較大的磁阻,因此,變壓器所存儲(chǔ)的大部分能量是在空氣間隙中,空氣間隙體積為Vg,長(zhǎng)度為L(zhǎng)g。由:
設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

計(jì)算變壓器初級(jí)線圈Np

設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

計(jì)算變壓器次級(jí)線圈Ns

在輸入電壓最小、工作周期最大時(shí),計(jì)算變壓器次級(jí)線圈Ns。

設(shè)計(jì)實(shí)例:電源高頻變壓器設(shè)計(jì)步驟詳解

當(dāng)然,設(shè)計(jì)高頻變壓器的方法并不只有這一種,希望這一設(shè)計(jì)方法能對(duì)大家有所幫助。

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