前面说了反激式电源变压器的设计,有的同学就说理论知识太过难懂,问一下能不能出一个例子来说一下,这样比较容易明白,那我们就拿一个实例来说一下变压器的一些技术指标计算。
我们就拿网络上一款67W的反激式开关电源为例来讲解一下变压器的一些技术参数,首先我们的电源输入电压范围为160~235V,这款电源输入频率为50Hz,输出电压分为两组,一组为12V/1A;另一组为5.5V/10A,变压器效率我们就先认定为80%。
我们可以根据磁芯有效截面积S、最大磁通密度Bm、一次绕组最大峰值电流I1max和电感量L1来确定主功率输出绕组的最低匝数;然后根据输入、输出电压数值,一次绕组和主功率输出绕组的匝数比,确定一次绕组及其他绕组的匝数。
我们假设电源的工作频率为100KHz,那么周期T就是1/f=10us,假设最大占空比为40%,那么最大导通时间就为Ton(max)=10*0.4=4us;变压器直流输入电压为Ui=200~350V。
我们假设K=0.6,变压器效率η=0.8,5.5V输出绕组的整流二极管导通压降为Uf=0.85V,线路整体压降为0.32V,那么我们可以得到5.5V输出变压器绕组的电压应该为5.5V 0.85V 0.32V=6.67V,同理我们可以得到12V输出变压器绕组的电压应该为12V 0.7V 0.3V=13V。
对于反激式开关电源,当输入电压最低时,输出电流Io以过流设定点的电流,也就是输出电流Io的1.2倍来进行计算,这时一次绕组峰值电流最大。所以对于输出为5.5V过电流设定点时的输出电流为10A*1.2=12A,那么变压器最大输出功率Po(max)=6.67*12 13*1=93W;由公式Ip(max)=[2*P(max)*T/([(1 K)*η* U(min)*Ton])]我们可以计算出Ip(max)=1.8A;则变压器一次绕组匝数与输出绕组匝数比N12=[Ui(min)*Ton(max)]/[U2*(T-Ton(max))=(200*4)/(6.67*6)=20,L1=ton(max)*Ui(min)/[(1-K)*Ip(max)]=4*200/[(1-0.6)*1.8]=1111uH。
我们选择磁芯EEC35,那么变压器一次绕组的匝数为N1>(Ipmax*L1)*10^4/(N2*B*S)=2.9匝,我们取整为3匝,根据变压器一次绕组匝数与输出匝数比,我们可以得到输出绕组匝数为3*20=60匝,则辅助绕组=3*13/6.67=5.8匝,我们取6匝;磁芯AL-Value值=1111/(60^2)=308nH/N^2。
得到了变压器的各参数,那么我们要对额定参数进行校证,当我们输入电压最低(Uin=200V)时,Io1和Io2为额定输出电流,额定输出功率P2=U2*Io1 U3*I)2=6.67*10 13*1=80W;峰值电流I1p=(P2*T)/(η*Ui(min)*Ton(max)) [(Ui(min)*Ton(max))/(2*L1)]=1.6A;K=1-(Ui(min)*Ton(max)/(L1*I1p))=1-[(200*4)/(1111*1.6)]=0.55。