开关电源变压器设计.doc

、、、副边绕组的线径,—12WFlyback变压器设计前言◆反激变换器优点:电路结构简单成本低廉容易得到多路输出应用广泛,比较适合100W以下的小功率电源◆设计难点变压器的工作模式随着输入电压及负载的变化而变化低输入电压,M)高输入电压,轻载条件下变压器工作在非连续电流模式(DCM)变压器设计原则◆温升安规对变压器温升有严格的规定。ClassA的绝对温度不超过90°C;ClassB不能超过110°C。因此,温升在规定范围内,是我们设计变压器必须遵循的准则。◆成本开关电源设计中,成本是主要的考虑因素,而变压器又是电源系统的重要组成部分,因此如何将变压器的价格,体积和品质最优化,是开关电源设计者努力的方向。系统输入规格输入电压:Vacmin~Vacmax输入频率:fL输出电压:Vo输出电流:Io工作频率:fS输出功率:Po预估效率:η最大温升:40℃:耐压值为Vmos输出二极管:(Typ.=20%)开关ON:·VD>Vinmax/N+Vo开关OFF:·VMOS>N·(Vo+VF)+Vinmax匝比:Nmin<N<:2µF~3µF/W最低输入电压(假设tc=3ms)Vinmin=(2Vacmin)2-2×Pin(T2-tc)Cin最低输入电压,最大功率时,占空比最大DmaxDmax=N∙(Vo+VF)N∙Vo+VF+,负载从轻载到重载,变压器经历从DCM→M的过程高输入电压时,负载从轻载到重载,,最大输出功率(Pomax)的条件计算Po=1/3Pomax时,变换器工作在BCMPo<1/3Pomax时,变换器工作在DCMPo>1/3Pomax时,MBCM模式下,最小输入电压时的平均输入电流Iin-avg=13∙PinVinmin变压器初级临界电流峰值 ∆Ip1=Ipk1=2×Iin-,BCM条件下,最大通时间Tonmax=1fs×Dmax变压器初级电感量Lp=Vinmin×Tonmax∆,根据面积乘积来选择磁芯APp=Po×1062×η×Ko×Kc×fs×Bm×jKo是窗口的铜填充系数:取Ko=;对于铁氧体磁芯取Kc=1Bm是变压器工作磁通密度,取Bm≤12Bsatj是电流密度,取j=,尽量选择窗口面积大的磁芯,、次级匝数、辅助绕组匝数和气隙长度初级绕组的匝数Np=Vinmin×tonmaxAe×Bm×108增加或者减小匝数只会分别引起磁芯损耗减小或增加在100kHz条件下,,匝数减小5%会使磁芯损耗增加15%次级绕组匝数Ns=Np/=(Vcc+1)×Ns/(Vo+VF)气隙长度:lg=×Ae×,Tonmax固定不变输入电压不变,M的TonmaxTonmax内,电感电流线形上升增量∆Ip1=Vinmin×TonmaxLp=∆Ip2低输入电压,满载条件下Po=12×η×Lp×(I2pk2–I2pk0)×fs变压器初级峰值电流Ipk2=Po/ηVinmin×Dmax+∆=Lp×Ipk2Ae×Np×108<Bsat如果Bmax<Bsat,则证明所选择的磁芯通过,、副边电流的有效值梯形波电流的中值:Ia=Ipk-∆I2电流直流分量:Idc=Dmax×Ia电流有效值:Iprms=IaDmax电流交流分量:Iac=IaDmax(1-Dmax)、副边绕组的线径,估算窗口占有率导线的横截面积自然冷却时,一般取电流密度j=4A/mm2初级绕组:Sp=Iprms(A)/4(A/mm2)副边绕组:Ss=Isrms