第14章 桥式变换器的设计

1、2022-4-15半桥变压器设计半桥变压器设计l已知条件：1、输入：给出的输入电压 如：220VAC 20%；2、输出：客户想得到的输出电压 如： 12V/5A；2022-4-15变压器的须知变量变压器的须知变量1、频率：f=50KHz；2、效率：=80%； （这里为何只取80%，而不是前几课的9095%？）3、占空比：Dmax=0.4；4、其它的前几课提到的参数是哪些？2022-4-15 输入功率的计算输入功率的计算( (举例举例) )l输入功率： Pin=Pout/ ， 因为： Pin=（12+1）*5*2=130W； 根据上几节内容的计算公式，确定铁氧体磁芯。 Ae=k Pt 这里的单位

2、：cm，B=290mT=0.29T，2022-4-15变压器的电压计算变压器的电压计算l输入的最小电压 Vinmin=Vin* 2*0.9 注意：一般加在原边上的电压为谁电压的一半？l变压器的输出电压 Vs=Vout+Vd+Vl 这里不用除于Dmax2022-4-15变压器的匝比变压器的匝比l一般板桥式开关电源变压器都不需要开气隙，所以也可以用匝比来计算。 n=Vinmin/Npl在实际变压器厂家会在变压器中开很小的气隙来防止变压器的饱和。l变压器的次级匝数： Ns=Vs/n2022-4-15变压器计算变压器计算l周期为： T=1/f （us） 如占空比为已知变量Dmax=0.45， 则： T

3、on=TDmax（us） l初级匝数： Np=（VinminTon）/（ BAe）l匝比为： n=Vinmin/（2*Np）2022-4-15初级电感量初级电感量l初级平均电流： Is=Pin/Vinminl初级线圈最大电流： Imr=Is/Dmaxl初级线圈峰值电流一般取平均电流的3倍： Ip=3 Isl电感粗略计算： Lp=（Vinmin Ton）/Imr2022-4-15计算变压器的线径计算变压器的线径lIrp=Imr 这里就可以直接计算变压器原边的线径；l副边的线径也是直接计算的办法。l最后画出变压器的原理接线图。2022-4-15桥式变换器特点桥式变换器特点l优点是：（1）主变压器只

4、需要一个原边绕组，通过正向、反向的电压得到正、反磁通，次级有一个中心抽头绕组采用全波整流输出。变压器铁芯和各个绕组得到充分利用。这样可提高效率； （2）MOS管是在安全的环境下运行的，最大的反向电压不会超过变压器初级电压，4个管子可以吸收变压器漏感产生的瞬时尖峰电压，不需要网络吸收电路。减少了电路的损耗。l缺点：（1）有4个管子，增加了成本； （2）每次只有2个管子导通，功率管的损耗大1倍，但对于大功率MOS管来说，那是微不足道的。2022-4-15变压器的设计变压器的设计l选择磁芯型号： 根据输出功率（POUT）、效率（）求得输入功率（PIN）、工作频率（f）来确定型号（要分清自冷或强冷）。

5、l选择最佳磁感应强度：参看书本85页说明。2022-4-15变压器的设计变压器的设计l确定输入功率： Pin=Pout/l最低直流输入电压： Vinmindc=Vinminac*2*0.9l计算最大导通时间： Tonmax=T*Dmaxl计算初级匝数 Np=(Vinmindc*Tonmax)/Bmax*Ael计算伏秒： n=Vinmindc/Npl计算次级匝数： Ns=(Vout+Vf+Vl)/n2022-4-15变压器的设计变压器的设计l其他的设计参数与半桥一样。l最后出变压器图：2022-4-15设计参数设计参数l开关电源变压器开关电源变压器l制作频率为100KHz；l选用PQ26-12P

6、IN型高频磁芯，立式骨架，一定要具有挡墙一定要具有挡墙(见附页)；l气隙为0.30mm，（实际以第5项的要求为准）；l绕组间的绝缘电阻100M；NP/N1NP/N1和和N21/N22N21/N22之间耐压之间耐压AC4000VAC4000V；磁芯和挡墙外之间耐；磁芯和挡墙外之间耐压压AC4000VAC4000V，磁芯两个侧面的下端应包绝缘胶带加强绝缘，磁芯两个侧面的下端应包绝缘胶带加强绝缘；lNP的电感量为0.667mH；l绕线的图为（俯视图）;l绕线的顺序为：先绕NP的一半（19匝），再绕N2、N1再绕NP的另一半（19匝）； lNP为2股0.35mm的线绕38匝（3和6脚）； lN1为0.22mm的线绕8匝（1和2脚）；lN22为2股0.5mm的线绕6匝（8和11脚）；lN21为2股0.5mm的线绕6匝（9和10脚）。l初次间加静电屏蔽层，为防止