反激式開關(guān)電源變壓器計(jì)算公式,計(jì)算方法-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2024-12-27
最大占空比θonmax:θonmax=(Vo*Np/Ns)/[Vp+(Vo*Np/Ns)]
臨界電感Lpo:如果為PWM式:Lpo=η*θonmax2*Vp2/(2*f*Po),如果為自激式:Lpo=Lp。
自激式電路工作頻率f:f=(η*Vp2*θ2)/(2*Lp*Po)
實(shí)際工作占空比θon:如果輸出電感Ls≥Lso:θon=θonmax 否則:θon=√{2*f*Ls*Po/[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}
反激式電源實(shí)例計(jì)算步驟如下:
1.確定電源輸入電壓范圍;輸出電壓電流,變壓器的效率;
輸入電壓范圍為85~264V;
主輸出為12V/1A,
次輸出為5V/0.1A,
變壓器效率為78%
2.確定工作頻率和最大占空比;
工作頻率f=200KHz,
假設(shè)最大占空比Dmax=0.5,
那么T=1/f=5us;
Ton=0.5*5=2.5us;
Toff=5-2.5=2.5us。
3.利用伏秒平衡原則計(jì)算出變壓器的匝比;
整流后最低輸入電壓Vin(min)
Vin(min)=85*1.414-20=100Vdc
根據(jù)伏秒平衡有:
Vin(min)Dmax=(Vout+Vf)(1-Dmax)*NP/Ns
得到:
Np/Ns=[Vin(min)Dmax]/[(Vout+Vf)(1-Dmax)]
4.計(jì)算初級(jí)線圈峰值電流
假設(shè)輸出12V的輸出過流點(diǎn)為120%,
整流二極管的正向壓降為1V;
那么12V輸出功率:
Po1=1311.2=5.6W
5V輸出功率Po2=6*0.1=0.6W
變壓器次級(jí)輸出總功率為:
15.6+0.6=16.2W。
Ip1=2*Po/[n(1+k)*Vin(min)*Dmax]
=216.2/[0.78(1+0.4)2000.5]=0.297A
Ip2=0.4*0.297=0.119A
5.計(jì)算初級(jí)電感量
Lp=Vin(min)*Ton(max)/[ip1-ip2]
=100*5/[0.297-0.119]=2809uH
還可以用另一種公式:
Lp=(Vin(min)Dmax)/(Ipkfosc)
=1000.5/0.29760000=2.8mH
6.利用AP法選擇變壓器鐵芯
7.計(jì)算初級(jí)匝數(shù)和氣隙
變壓器選擇EE19,所以Ae=23,Bm=0.25;
Np=Lp*(ip1-ip2)/(Ae*Bm)
=2809*(0.297-0.119)/(23*0.25)=86.95
為了保險(xiǎn)起見,取Np=88
根據(jù)Lp=UoUrNpNpAe/lg,得到氣隙長度
lg=UoUrAeNpNp/Lp
=123.1410-7*23*88*88/2809*10-3
=0.239,
取lg=0.24
8.計(jì)算次級(jí)匝數(shù)
Ns(12V)=Np/n=88/7.69=11.44,取Ns(12V)=12
Ns(5V)=(5+1)*Ns(12V)/(12+1)=5.53,取Ns(5V)=6
所以初級(jí)實(shí)際匝比n=88/12=7.33
9.根據(jù)結(jié)果重新核算占空比最大值和最小值
當(dāng)輸入電壓最小時(shí);
由Vin(min)**Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*n
可以得到:
Dmax=(Vo+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+Vin(min)]
當(dāng)輸入電壓最大時(shí),Vin(max)=264*1.414=373.3
Dmin=137.33/[137.33+373.3]=0.2
10.重新核算初級(jí)峰值電流,計(jì)算電流有效值
在輸入電壓最低和占空比最大時(shí),假設(shè)ip2=ip1k;電源的實(shí)際輸出功率Po=131+6*0.1=13.6W
根據(jù)公式:
ip1=1/2*[2PoT/[(n*Vin(min)*Ton(max)]+Vin(min))*Ton(max)/Lp);
=0.5*[213.610/(0.781004.87)+(100*4.87/2809)]=0.445A
K=1-1004.87/(0.4452809)=0.61
Ip2=kip1=0.610.445=0.271A
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