反激变压器的计算
1
确定电源规格
.
.
输入电压范围
Vin=85—265Vac;
.
输出电压
/
负载电
流
:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A;
.
变压器的效率
ŋ=0.90
2.
工作频率和最大占空比确定
.
取
:
工作频率
fosc=100KHz,
最大占空比
Dmax=0.45.
T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us
年
Toff=10-4.5=5.5us.
3.
计算变压器初与次级匝数比
n(Np/Ns=n).
最低输入电压
Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(
取低
频纹波为
20V).
根据伏特
-
秒平衡
,
有
: Vin(min)* Dmax=
(Vout+Vf)*(1-Dmax)*n.
n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)]
n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64
（此处匝数
比是小数，取整数后重新验证占空比
D=N*(VO+1)/(VIN+N*(VO+1))
得到新的占空比）
4.
变压器初级峰值电流的计算
.
设
+5V
输出电流的过流点为
120%;+5v
和
+12v
整流二极管的正向压降均为
1.0V.
+5V
输出功率
Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W
+12V
输出功率
Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W
变压器次级输出总功率
Pout=Pout1+Pout2=85W
1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pin
（）
一般连续模式设计，我们令
Ip2=3Ip1
这样就可以
求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感
量：
Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIP
对于连续模式，
ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1
；对于断续模式，
ΔIp=Ip2
。
Ip2=2*Pout/[ŋ(1+k)*Vin(min)*Dmax]
=2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45]
=3.00A
Ip1=0.4*Ip1=1.20A
5.
变压器初级电感量的计算
.
由式子
Vdc=Lp*dip/dt,
得
:
Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2]
=100*4.5/[3.00-1.20]
=250uH
6.
变压器铁芯的选择
.
根据式子
Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*ŋ],
其中
:
Pt(
变压器的标称输出功率
)= Pout=85W
Ko(
窗口的铜填充系数
)=0.4
Kc(
磁芯填充系数
)=1(
对于铁氧体
),
变压器磁通密度
Bm=1500 Gs
j(
电流密度
): j=5A/mm2;
Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.
90]=0.157cm4
考虑到绕线空间
,
选择窗口面积大的磁芯
,
查表
:
EER2834S
铁氧体磁芯的有效截面积
Ae=0.854cm2
它的窗口面积
Aw=148mm2=1.48cm2
EER2834S
的功率容量乘积为
Ap =Ae*Aw=1.48*0.854=1.264cm4 >0.157cm4
故选择
EER2834S
铁氧体磁芯
.
7.
变压器初级匝数及气隙长度的计算
.
1).
由
Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm],
得
:
Np=250*(3.00-1.20)/[85.4*0.15] =35.12
取
Np=36
由
Lp=uo*ur*Np2*Ae/lg,
得
:
气隙长度
lg=uo*ur*Ae*Np2/Lp
=4*3.14*10-7*1*85.4mm2*362/(250.0*10-3mH)
=0.556mm
取
lg=0.6mm
2).
当
+5V
限流输出
,Ip
为最大时
(Ip=Ip1=3.00A),
检查
Bmax.
Bmax=Lp*Ip/[Ae*Np]
=250*10-6*3.00/[85.4 mm2*36]
=0.2440T=2440Gs <3000Gs
因此变压器磁芯选择通过
.
8.
变压器次级匝数的计算
.
Ns1(5v)=Np/n=36/13.64=2.64
取
Ns1=3
Ns2(12v)=(12+1)* Ns1/(5+1)=6.50
取
Ns2=7
故初次级实际匝比
:n=36/3=12
9.
重新核算占空比
Dmax
和
Dmin.
1).
当输入电压为最低时
: Vin(min)=100Vdc.
由
Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n,
得
:
Dmax=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(min)]
=6*12/[6*12+100]=0.418
2).
当输入电压为最高时
:
Vin(max)=265*1.414=374.7Vdc.
Dmin=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+ Vin(max)]
=6*12.00/[6*12.00+374.7]=0.16
10.
重新核算变压器初级电流的峰值
Ip
和有效
值
Ip(rms).
1).
在输入电压为最低
Vin(min)
和占空比为
Dmax
条件下
,
计算
Ip
值和
K
值
.
设
Ip2=k*Ip1.
实际输出功率
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