第三章变压器设计
RCC变换器的核心设计就是开关变压器的设计,许多书上都有介绍,但是不太实际,讲得比较繁琐和抽象,此章我也会先讲理论,再讲如何简化开关变压器的设计,使设计更贴近现实。
第一节开关变压器的设计理论下面我们以输出功率为5瓦以下的开关电源为例,讲解一下开关变压器的设计。1电气要求:1.输入电压:AC90264V5060HZ2.输出电压:5±02V3.输出电流:1A2设计流程介绍:21线路图如下:
说明:
W1,W3是做屏蔽用的,对EMI有作用;Np是初级线圈主线圈;Nb是辅助线圈;Ns次级线圈(二次侧圈数)。22变压器计算
221变压器的参数说明依据变压器计算公式
BmaxLpxIpx100GaussNpxAe
222
Bmax铁心饱合的磁通密度GaussLp一次侧电感值uHIp一次侧峰值电流ANp一次侧主线圈圈数Ae铁心截面积cm2Bmax依铁心的材质及本身的温度来决定,以浙江东磁公司的
DMR40为例,100℃时的Bmax为4000Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取30003600Gauss之间,若所设计的power为Adapter有外壳则应取3000Gauss左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae越高,所以可以做较大瓦数的Power。决定占空比
由以下公式可决定占空比,占空比的设计一般以50为基准,占空比若超过50易导致振荡的发生。
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1
fNsVoVDx1DNpVi
mi
xD
NS二次侧圈数NP一次侧圈数Vo输出电压VD二极管顺向电压Vi
mi
滤波电容上的最小电压值D占空比223决定Pout,Ip,Lp,Nps,Np,Ns值
PoutV2xIoutx120
V2VoutVdVt
I1p
Pout
Vi
mi
xDx
因为I1p是峰峰值,如下图:
所以I1prmsI1p6
LpVi
xVi
xTo
xTo
x2PoutxT
简化后LpVi
xTo
I1prms
NpsVoVDx1DVi
mi
xD
NsNpsxI1prmsxL1px106AexBmax
Ip一次侧峰值电流I1p一次侧尖峰电流值Pout输出瓦数Vd开关二级关的正向压降一般为055VVt输出滤波线圈的压降,一般取02V
开关变压器的转换效率
fPWM震荡频率
Nps次级与初级的匝比
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2
fNp初级线圈圈数,Ns次级线圈圈数224决定变压器线径及线数
当变压器决定后,变压器的Bobbi
即可决定,依据Bobbi
的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6Amm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
225226
决定辅助电源的圈数依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈r