反激变压器计算实例

1、技术要求:输入电压Vin: 9 0 -253Vac 输出电压Vo:27、6 V输岀电流Io: 6 A输出功率Po: 1 6 6W 效率 1 ： 0 . 85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程：上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得到 得电压Vd c为115 V,则从上图可以得到：Vp k =9 0 *1.4 1 4=1 2 7VVmin=Vd c (VpkV d c) = 10 3 V将电源模块等效为一个电阻负载得话，相当于在T3时间内电容对恒泄功率负载进行放电, 电容电压降低(Vp k Vmin)VaIde* T 3 =C*AV其中：A V

2、=VpkVmin = 127-1 0 3 = 24V关键部分在T3得计算,T3 = tl+t2,t2为半个波头,时间比较好算，对于50H Z得交流来说,t 1 =5mS,然后就就是计算t 2 ,英实t 2也很好计算，我们知道交流输入电压得公式为 Vx=Vpksin 0 x,根据已知条件0 3V,Vpk= 1 27V,可以得到()X =54 度，所以 t 2=54*10 m s / 1 8 0= 3 m S z T3=t 1 +t2=8mSo7*8/24=0、57mF= 5 70u F二、变压器得设计过程变压器得设计分別按照DCM. CCM、QR两种方式进行计算，英实QR也就是DCM得一 种，不

3、同得地方在于QR得工作频率就是随着输入电压输出功率得变化而变化得。对于变压器磁芯得选择，比较常用得方法就就是AP法，但经过多次具体设汁及根据公司 常用型号结合，一般可以直接选择磁芯，象这个功率等级得反激，选择PQ 3 53 5得磁芯即可、 磁芯得参数如下:AE=19 0 mm 2 ZAL= 4 300nH,Bmax0. 32T1)DC M变压器设计过程：开关频率选择80K,最大占空比选择0 .4 8,全范围DCM,则在最低输入电压V d c下，占空 比最大，电路工作在BCM状态，根据伏秒平衡,可以得到以下公式，V d c*Dmax=V o rfl-Dmax),从而il算反射电压为V or=9

4、5V匝比压降n = V o r/(Vo+Vf )=3、3 2Vf为整流二极管计算初级匝数计算副边匝数 则原边匝数调整为Ns=N p / n=6o 3 2,选择 7 匝，Np=3、32*7=2 3 匝讣算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照20-27.6V设计,要求在2 0 V输出下辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4匝。l=Vinmi n * D m a x / ( L * F)初级电感量Po=0、5L*I*I* F/n将各个参数代入，得到L值 L=78uH初级电流峰值：初级电流有效值：次级电流有效值：根据电流有效值,可以选择变压器线径，根据匝数绕电感后，调整气息使电感量满足要求, 即可得到

5、合适得变压器、以下黄色字体部分，就是根据batter y li提到，对于DCM,变压器得AB值可以适当选得大 一些，从而降低匝数减小漏感,可以减小尖峰。因此按照B=0、2设计得变压器。开关频率选择80K,最大占空比选择0、4 8,全范舸DCM,则在最低输入电压Vde下，占空 比最大，电路工作在BCM状态，根据伏秒平衡,可以得到以下公式，V de * Dmax=Vor * (1-Dma x ),从而计算反射电压为Vor=95V匝比n=Vor/(Vo+Vf) = 332V f为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数N s =Np/ n =4、8,选择5匝，则原边匝数调整为Np=3.32*5=l 7

6、匝讣算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照2 0- 2 7、6 V设计,要求在2 0V输出下辅助绕 组能正常供电，所以，辅助绕组选择3匝。初级电感量Po=0、5 L*I*I*F / Q1 =Vinmi n * Dma x/( L * F)/将各个参数代入，得到L值 L=78 U H初级电流峰值：初级电流有效值：次级电流有效值：根据电流有效值,可以选择变压器线径，根据匝数绕电感后，调整气息使电感量满足要求, 即可得到合适得变压器、2)CCM变压器设计过程：CC M变压器得设计，必须首先确定一个负载点，在该状态下，变压器工作在BCM状态下, 如果负载继续增加则进入CCM,如果负载减小侧进入DCM-般

7、情况下,我会选择最低输入电 压下额建负载得70%为BCM状态、计算初级匝数从上面得计算结果可以瞧到，无论就是DCM还就是CCM,其实对于同一个变压器来说, 初级匝数就是不变得。70%负载情况下，输出功率为Po. 7=27.6次6*0、7 = 116W,因此峰值电流为从这个时刻，如果继续增加负载电流，变压器进入CCM状态，占空比不变，所以辟U金值电 流也就就是这个值，因此Al=4。94A 满载情况下,输入平均电流设峰值电流为 I pk则 (I pk+ 1 pk-4、94) X D/2=Ipk=6A根据 Al 占 Ipk 得比例，确定Bm a x,A B max/B m a x=Al / Ip k

8、 得到Bmax=4、94* 0.3/6=O。2 6 T,选择AB为0.18T；计算变压器原边匝数根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vd c * D m a x = Vo r *(1-Dmax),从而计算反射电压为Vor=95V匝比n=Vor/(Vo+Vf) = 3、32V f为整流二极管压降副边匝数 Ns=18/3。3 2=5.4,选择6匝，原边匝数调整为 N p =3.32*6=20il算辅助绕组匝数，输岀电压变化范帀按照20 2 7、6V设计,要求在2 0 V输岀下辅助 绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4匝。根据匸Vdc*Dmax / Lp*B可以得到变压器原边电感值3)QR模式变压器得设

9、计过程最低输入电压103V,最大占空比Dmax选择0。4 8 ,在最低输入电压情况下，变压器工作 在临界模式，则根据伏秒平衡V d c *Dm a x=V or* (1 Dma x ),Vor= V d c* Dmax/(1-Dm a x) =10 3 *0. 48 / ( 1 - 0、48) =95V匝比n=Vo r /(Vo+Vf)=95 / ( 2 7. 6+l)=3、32采用0B2 2 03,如果全范用内都工作在QR状态下，则在同一负载条件下，工作频率只跟随 输入电压变化，频率变化比如下：/将 Vo=276V、V f = 1 V. VdcL=115V n=3、32 . Vd cH=36

10、 0 V 代入，可以得到 FsH=2.25FsL, 如果将低压满载工作频率设置在5 0 k，则高压满载工作频率则工作在2。25* 50= 1 12.5 k。变压器工作在QR模式时,MOS管开通时,变压器原边储存能量，在MOS关关闭时刻完全 传递到副边,每个周期变压器原边储存得能量为变压器传递到副边得总能疑等于每个周期传递得能量与频率得乘积，所以原边峰值电流可以通过下式得到将 Po=l 6 6W、n=0.85. Vdc = 115V Dma x =0o 48、F= 5 OK 带入上式可以得到变压 器原边电感L=15 6uH在最低输入电压情况下，初级峰值电流最大，初级电流峰值最大值 初级电流波形为三角波,所以有效值为次级电流有效值则初级绕组匝数匝次级绕组匝数Ns=26 / 3、3 2=8匝，选择8匝,则原边调整为27匝 由于负载为两串铅酸蓄电池，最低充电电压按照20V计算，辅助绕组选择4匝。 MOS管得选择初级峰值电流6、3 4A,按照1。5倍余虽:选择ZMOS管电流选择6、34*1.5=9。5A 输入电压最高值36 0 V,反射电压9 5V,考虑尖峰电压1 0 OV,M OS管耐压按照0。85 得余量选择，则MO S管耐压应不低于库存MOS管中,满足电压电流条件得型号为F QA13N80,所以选择该型号MOS管、 输出二极管得选择变压器变比27:8,当输入电压最