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反激式变压器计算

2024-08-22 17:03
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  最近很多电子爱好者留言想要反激变压器的具体计算过程,所以我按照之前的步骤将实例带入到每个步骤中进行详细的计算,希望对留言的朋友有所帮助。


   例子我们还是用之前的反激式电源;具体步骤如下:


1.确定电源输入电压范围;输出电压电流,变压器的效率;


  输入电压范围为85~264V;

  主输出为12V/1A,

  次输出为5V/0.1A,

  变压器效率为78%


2.确定工作频率和最大占空比;


  工作频率f=200KHz,

  我们假设最大占空比Dmax=0.5,

  那么T=1/f=5us;

  Ton=0.5*5=2.5us;

  Toff=5-2.5=2.5us。

3.利用伏秒平衡原则计算出变压器的匝比;


  整流后最低输入电压Vin(min)

  Vin(min)=85*1.414-20=100Vdc

  根据伏秒平衡有:

  Vin(min)*Dmax=(Vout Vf)*(1-Dmax)*NP/Ns

  得到:

  Np/Ns=[Vin(min)*Dmax]/[(Vout Vf)*(1-Dmax)]

    =[100*0.5]/[(12 1)*0.5]=7.69


4.计算初级线圈峰值电流


  假设输出12V的输出过流点为120%,

  整流二极管的正向压降为1V;

  那么12V输出功率:

  Po1=13*1*1.2=15.6W

  5V输出功率Po2=6*0.1=0.6W

  变压器次级输出总功率为:

  15.6 0.6=16.2W。

  Ip1=2*Po/[n(1 k)*Vin(min)*Dmax]

  =2*16.2/[0.78*(1 0.4)*200*0.5]=0.297A


  Ip2=0.4*0.297=0.119A


5.计算初级电感量


  Lp=Vin(min)*Ton(max)/[ip1-ip2]


   =100*5/[0.297-0.119]=2809uH


还可以用另一种公式:


  Lp=(Vin(min)*Dmax)/(Ipk*fosc)


   =100*0.5/0.297*60000=2.8mH


6.利用AP法选择变压器铁芯


  这个在之前有专门一章详细讲解,这里就不说了


7.计算初级匝数和气隙


  我们上章讲过,变压器选择EE19,所以Ae=23,Bm=0.25;


  Np=Lp*(ip1-ip2)/(Ae*Bm)


  =2809*(0.297-0.119)/(23*0.25)=86.95


为了保险起见,我们取Np=88


  根据Lp=Uo*Ur*Np*Np*Ae/lg,我们得到气隙长度

 lg=Uo*Ur*Ae*Np*Np/Lp

  =12*3.14*10^-7*23*88*88/2809*10^-3

=0.239,


我们取lg=0.24


8.计算次级匝数


  Ns(12V)=Np/n=88/7.69=11.44,我们取Ns(12V)=12


  Ns(5V)=(5 1)*Ns(12V)/(12 1)=5.53,我们取Ns(5V)=6


  所以初级实际匝比n=88/12=7.33


9.根据结果重新核算占空比最大值和最小值


  当输入电压最小时;

 由Vin(min)**Dmax=(Vo Vf)*(1-Dmax)*n

  我们可以得到:


 Dmax=(Vo Vf)*n/[(Vout Vf)*n Vin(min)]


    =13*7.33/[13*7.33 100]=0.487


  当输入电压最大时,Vin(max)=264*1.414=373.3


  Dmin=13*7.33/[13*7.33 373.3]=0.2


10.重新核算初级峰值电流,计算电流有效值


  在输入电压最低和占空比最大时,我们假设ip2=ip1*k;电源的实际输出功率Po=13*1 6*0.1=13.6W


  根据公式:

 ip1=1/2*[2*Po*T/[(n*Vin(min)*Ton(max)] Vin(min))*Ton(max)/Lp);

 =0.5*[2*13.6*10/(0.78*100*4.87) (100*4.87/2809)]=0.445A

  K=1-100*4.87/(0.445*2809)=0.61


  Ip2=k*ip1=0.61*0.445=0.271A


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