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高頻開關電源中隔離降壓式DC/DC變換器的制作方法

作者: 時間:2011-03-17 來源:網絡 收藏

7)計算變壓器輸入功率P1與輸出功率P2

P1=Up1·I1(7)P2=∑(Up2·Ip2·)(8)

8)確定磁芯尺寸[7]

首先確定銅耗因子Z,Z的表達式為Z=1.96×(9)

式中:τ是環境溫度(℃);

Δτ是變壓器溫升(℃)。

然后計算脈沖磁感應增量ΔBm,

ΔBm=KB·Bm(10)

式中:KB是磁感應強度系數;

Bm是磁芯材料最大工作磁感應強度(T)。

對于R2K鐵氧體磁芯,最大工作磁感應強度是0.3T。磁感應強度系數KB可以從圖2所示的磁感應強度系數曲線圖得出,它取決于輸出功率P2(W),工作頻率f(kHz)和變壓器平均溫升Δτ(℃)。

變壓器所需磁芯結構常數Y由下式確定Y=(11)

式中:Y是變壓器所需磁芯結構常數(cm5);

q是單位散熱表面功耗(W/cm2),q可以從溫升和q值關系曲線中得出,如果環境溫度為25℃,變壓器溫升為50℃,對應的q值為0.06。


圖2磁感應強度系數


計算出Y之后,選擇磁芯結構常數Yc≥Y的磁芯,然后從磁芯生產廠商提供的資料中查出變壓器散熱表面積St(cm2),等效截面積Ae(cm2)等磁芯參數,或者自行設計滿足結構常數的磁芯。

9)計算初級繞組匝數(N1)[7]N1=·104(12)

10)計算次級繞組匝數NiNi=N1(i=2,3,4…)(13)

式中:Upi是次級各繞組輸出電壓幅值(V)。

11)計算去磁繞組匝數

對于采用第三繞組復位的正激,復位繞組的匝數越多,最大占空比越小,開關管的電壓應力越低,但是最大占空比越小,變壓器的利用率越低。故需綜合考慮最大占空比和開關管的電壓應力,一般選擇去磁繞組匝數(NH)和初級繞組匝數相同,即

NH=N1(14)

需要注意的是,應該確保初級繞組和去磁繞組緊密耦合。

2.3確定導線規格

1)計算變壓器銅耗Pm

根據變壓器平均溫升確定變壓器總損耗,減去磁芯損耗即得出銅耗,再根據銅耗來計算電流密度。計算銅耗應該在磁芯規格確定之后進行。

Pm=q·St-Pb·Gc(W)(15)

式中:St是變壓器表面積(cm2);

Pb是在工作磁感應強度和頻率下單位質量的磁芯損耗(W/kg);

Gc是磁芯質量(kg)。

在實際計算中,銅耗可以按總損耗的一半處理。

2)計算銅線質量Gm

Gm=8.9·lm·SW·Km(kg)(16)

式中:lm是線圈平均匝長(cm);

SW是磁芯窗口面積(cm2);

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