在反激变换器中,副边反射电压即反激电压Vf与输入电压之和不能高过主开关管的耐压,同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V).反激电压由下式确定:
Vf=VMos-VinDCMax-150V
反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定.所以确定了反激电压之后,就可以确定原、副边的匝比了.
Np/Ns=Vf/Vout
另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下,变压器的磁平衡,可以有下式:
VinDCMin?DMax=Vf?(1-DMax)        匝比和反激电压Vf需反复验算
D=VOR/VOR+VS        VOR反激电压  VS原边输入电压
设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到Ip2.若Ip1为0,则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式.由能量守恒,我们有下式:
1/2?(Ip1+Ip2)?DMax?VinDCMin=Pout/η
一般连续模式设计,我们令Ip2=3Ip1
这样就可以求出变换器的原边电流,由此可以得到原边电感量:
Lp= DMax?VinDCMin/fs?ΔIp
对于连续模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;对于断续模式,ΔIp=Ip2 .
可由AwAe法求出所要铁芯:
AwAe=(Lp?Ip22?104/Bw?K0?Kj)1.14
在上式中
Aw为磁芯窗口面积,单位为cm2
Ae为磁芯截面积,单位为cm2
Lp为原边电感量,单位为H
Ip2为原边峰值电流,单位为A
Bw为磁芯工作磁感应强度,单位为T
K0为窗口有效使用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为0.2~0.4
Kj为电流密度系数,一般取395A/cm2
根据求得的AwAe值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感.
有了磁芯就可以求出原边的匝数.根据下式:
Np=Lp?Ip2?104/Bw?Ae
再根据原、副边的匝比关系可以求出副边的匝数.有时求的匝数不是整数,这时应该调整某些参数,使原、副边的匝数合适.
为了避免磁芯饱和,我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙,计算如下:
lg=0.4π?Np2?Ae?10-8/Lp
在上式中, lg为气隙长度,单位为cm
Np为原边匝数,
Ae为磁芯的截面积,单位为cm2
Lp为原边电感量,单位为H
至此,单端反激开关电源变压器的主要参数设计完成.我们应该在设计完成后核算窗口面积是否够大、变压器的损耗和温升是否可以接受.同时,在变压器的制作中还有一些工艺问题需要注意.
单端反激励(Flyback)设计例题一
条件﹕
Vi  =170V－270V ﹐f= 30KHZ  Vo= 5V, Io=20A,  Dmax=0.45(设计取值)     
设计﹕vimax
1)  Vi min=170*1.4-－20=218V,  Vi max=270*1.4－20=358V
    Vi min=170*√2-(VD.ΔU)  Vi max=270*√2-(VD.ΔU)  Vi min=  (ViACMIN)2- 2Po(1/2fL -tc)
2)
  Ipk=2*5*20／218*0.45=2.04A                                              ηCIN
Ipk=2Po／DmaxVimin      ( Po=VoIo)        Po=1／2LIpk2*f (η)
3)
  Lp=218*0.45／2.04*30000=1.6mH
    Lp=Vimin*Dmax ／Ipk*f
4)  K=358／218=1.64
    K=Vimax/Vimin
5)  Dmin=0.45／(1-0.45)*1.64+0.45=0.332
    Dmin=Dmax／(1-Dmax)K+Dmax
6)  CORE查表100W 选择 EER42／15  Ae=183mm2(1.83cm2)  Bs=390mT(3900Gs)   
      Core=g/w(f=20kHzREF)
7)  WIRE查表  或SΦ=√I/3=√20/3=2.58mm 选"铜箔"为佳.PΦ=√2.04/3=0.82, 选0.60X2
    r2*π  (2.58/2)2*3.14=5.225  选择19#,Φ=0.98*7    (0.98/2)2*3.14*7=5.277（4Pin并绕）
8) Ig=(0.4*3.14*1.6*10-3*2.042／1.83*19502 )*108=0.12cm
    Ig=0.4πLpIpk2／Ae* ΔB2
9)
Np=1950*0.12／0.4*3.14*2.04=91.32T  .    Np=(0.0016*2.04／1.83*1950)*108=91.46T
      Np=ΔB*Ig／ 0.4π*Ipk                              Np=Lp*Ipk ／Ae*ΔB
10)  Ns=(5+1)*(1-0.45)*91／218*0.45=3.06T        11）P=1/2*1.6*2.042*30=96W
    Ns=(VO+VD)*(1-Dmax)*Np／Vimin* Dmax          P=1/2LI2*f 
     

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