單端反激開關(guān)電源的變壓器設(shè)計(jì)總結(jié)

單端反激開關(guān)電源的變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)耦合電感，它要承擔(dān)著儲(chǔ)能、變壓、傳遞能量等工作。下面對工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（m.jssjbk.com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

1、 已知的參數(shù)
這些參數(shù)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶的和電路的特點(diǎn)確定，：輸入電壓V_in、輸出電壓V_out、每路輸出的功率P_out、效率η、開關(guān)頻率f_s(或周期T)、線路主開關(guān)管的耐壓V_mos。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（m.jssjbk.com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

2、根據(jù)電磁學(xué)公式計(jì)算參數(shù)
在反激變換器中，副邊反射電壓即反激電壓Vf與輸入電壓之和不能高過主開關(guān)管的耐壓，還要留有的裕量(此處假設(shè)為150V)。反激電壓由下式確定：
V_f=V_Mos-V_inDCMax-150V


反激電壓和輸出電壓的關(guān)系由原、副邊的匝比確定。確定了反激電壓之后，就可以確定原、副邊的匝比了。
N_p/N_s=V_f/V_out


，反激電源的最大占空比出現(xiàn)在最低輸入電壓、最大輸出功率的，根據(jù)在穩(wěn)態(tài)下，變壓器的磁平衡，可以有下式：
V_inDCMin•D_Max=V_f•(1-D_Max)


設(shè)在最大占空比時(shí)，當(dāng)開關(guān)管開通時(shí)，原邊電流為I_p1，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，原邊電流上升到I_p2。若I_p1為0，則說明變換器工作于斷續(xù)模式，否則工作于連續(xù)模式。由能量守恒，我們有下式：
1/2•(I_p1 I_p2)•D_Max•V_inDCMin=P_out/η


連續(xù)模式設(shè)計(jì)，我們令I(lǐng)_p2=3I_p1
這樣就可以求出變換器的原邊電流，由此可以得到原邊電感量：
L_p= D_Max•V_inDCMin/f_s•ΔI_p


對于連續(xù)模式，ΔI_p=I_p2-I_p1=2I_p1；對于斷續(xù)模式，ΔI_p=I_p2 。
可由AwAe法求出所要鐵芯：
A_wA_e=(L_p•I_p2²•10⁴/B_w•K₀•K_j)^1.14


在上式中， A_w為磁芯窗口面積，單位為cm²
A_e為磁芯截面積，單位為cm²
L_p為原邊電感量，單位為H
I_p2為原邊峰值電流，單位為A
B_w為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T
K₀為窗口有效使用系數(shù)，根據(jù)安規(guī)的要求和輸出路數(shù)決定，為0.2~0.4
K_j為電流密度系數(shù)，取395A/cm²
根據(jù)求得的A_wA_e值選擇合適的磁芯，盡量選擇窗口長寬之比比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，可以減小漏感。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（m.jssjbk.com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

有了磁芯就可以求出原邊的匝數(shù)。根據(jù)下式：
N_p=L_p•I_p2•10⁴/B_w•A_e



再根據(jù)原、副邊的匝比關(guān)系可以求出副邊的匝數(shù)。有時(shí)求的匝數(shù)不是整數(shù)，應(yīng)該某些參數(shù)，使原、副邊的匝數(shù)合適。



避免磁芯飽和，我們應(yīng)該在磁回路中加入一個(gè)適當(dāng)?shù)臍庀叮��?jì)算如下：
l_g=0.4π•N_p²•A_e•10^-8/L_p


在上式中， l_g為氣隙長度，單位為cm
   N_p為原邊匝數(shù)，
   A_e為磁芯的截面積，單位為cm²
   L_p為原邊電感量，單位為H   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（m.jssjbk.com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

至此，單端反激開關(guān)電源變壓器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)完成。我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)完成后核算窗口面積是否夠大、變壓器的損耗和溫升是否可以接受。，在變壓器的制作中還有工藝問題注意。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（m.jssjbk.com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》