搜索開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計(jì)方法
2017-06-19 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
1、開關(guān)電源功率變壓器的特性
功率變壓器是開關(guān)電源中非常重要的部件,它和普通電源變壓器一樣也是通過(guò)磁耦合來(lái)傳輸能量的。不過(guò)在這種功率變壓器中實(shí)現(xiàn)磁耦合的磁路不是普通變壓器中的硅鋼片,而是在高頻情況下工作的磁導(dǎo)率較高的鐵氧體磁心或鈹莫合金等磁性材料,其目的是為了獲得較大的勵(lì)磁電感、減小磁路中的功率損耗,使之能以最小的損耗和相位失真?zhèn)鬏斁哂袑掝l帶的脈沖能量。
圖1(a)為加在脈沖變壓器輸入端的矩形脈沖波,圖1(b)為輸出端得到的輸出波形,可以看出脈沖變壓器帶來(lái)的波形失真主要有以下幾個(gè)方面:
(a)輸入波形 (b)輸出波形
圖1 脈沖變壓器輸入、輸出波形
(1)上升沿和下降沿變得傾斜,即存在上升時(shí)間和下降時(shí)間;
(2)上升過(guò)程的末了時(shí)刻,有上沖,甚至出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象;
(3)下降過(guò)程的末了時(shí)刻,有下沖,也可能出現(xiàn)振蕩波形;
(4)平頂部分是逐漸降落的。
這些失真反映了實(shí)際脈沖變壓器和理想變壓器的差別,考慮到各種因素對(duì)波形的影響,可以得到如圖2所示的脈沖變壓器等效電路。
圖中:Rsi——信號(hào)源Ui的內(nèi)阻
Rp——一次繞組的電阻
Rm——磁心損耗(對(duì)鐵氧體磁心,可以忽略)
T——理想變壓器
Rso——二次繞組的電阻
RL——負(fù)載電阻
C1、C2——一次和二次繞組的等效分布電容
Lin、Lis——一次和二次繞組的漏感
Lm1——一次繞組電感,也叫勵(lì)磁電感
n——理想變壓器的匝數(shù)比,n=N1/N2
圖2 脈沖變壓器的等效電路
將圖2所示電路的二次回路折合到一次,做近似處理,合并某些參數(shù),可得圖3所示電路,漏感Li包括Lin和Lis,總分布電容C包括C1和C2;總電阻RS包括Rsi、RP和Rso;Lm1是勵(lì)磁電感,和前述的Lm1相同;RL′是RL等效到一次側(cè)的阻值,RL′=RL/n2,折合后的輸出電壓U′o=Uo/n。
經(jīng)過(guò)這樣處理后,等效電路中只有5個(gè)元件,但在脈沖作用的各段時(shí)間內(nèi),每個(gè)元件并不都是同時(shí)起主要作用,我們知道任何一個(gè)脈沖波形可以分解成基波與許多諧波的疊加。脈沖的上升沿和下降沿包含著各種高頻分量,而脈沖的平頂部分包含著各種低頻分量。因此在上升、下降和平頂過(guò)程中,各元件(L、C等)表現(xiàn)出來(lái)的阻抗也不一樣,因此我們把這一過(guò)程分成幾個(gè)階段來(lái)分析,分別找出各階段起主要作用的元件,而忽略次要的因素。例如,當(dāng)輸入信號(hào)為矩形脈沖時(shí),可以分3個(gè)階段來(lái)分析,即上升階段、平頂階段和下降階段。
(1)上升階段
對(duì)于通常的正脈沖而言,上升階段即脈沖前沿,信號(hào)中包含豐富的高頻成分,當(dāng)高頻分量通過(guò)脈沖變壓器時(shí),在圖3所示的等效電路中,C的容抗1/ωC很小,而Lm1的感抗ωLm1很大,相比起來(lái),可將Lm1的作用忽略,而在串聯(lián)的支路中,Li的作用即較為顯著。于是可以把圖3所示的等效電路簡(jiǎn)化成圖4所示的等效電路。
圖3 圖2的等效電路
圖4 圖3的簡(jiǎn)化電路
在這個(gè)電路中,頻率越高,ωLi越大,而1/ωC越小,因而高頻信號(hào)大多降在Li上,輸出的高頻分量就減少了,可見輸入信號(hào)Usm前沿中所包含的高頻分量就不能完全傳輸?shù)捷敵龆?頻率越高的成分到達(dá)輸出端越小,結(jié)果在輸出端得到的波形前沿就和輸入波形不同,即產(chǎn)生了失真。
要想減小這種波形失真,就要盡量減小分布電容C(應(yīng)減小變壓器一次繞組的匝數(shù))。但又要得到一定的繞組電感量,所以需要用高磁導(dǎo)率的磁心。在繞制上也可以采取一些措施來(lái)減小分布電容,例如用分段繞法;為了減小漏感L1,可采用一、二次繞組交疊繞法等。
(2)平頂階段
脈沖的平頂包含著各種低頻分量。在低頻情況下,并聯(lián)在輸出端的3個(gè)元件中,電容C的容抗1/ωC很大,因此電容C可以忽略。同時(shí)在串聯(lián)支路中,Li的感抗ωLi很小,也可以略去。所以又可以把圖3電路簡(jiǎn)化為圖5所示的低頻等效電路。信號(hào)源也可以等效成電動(dòng)勢(shì)為Usm的直流電源。
這里可用下述公式表達(dá)
U′o=(UsmRL′)e-T/τ/(Rs+RL′)
τ=Lm1(Rs+RL′)RsRL′
可見U′o為一下降的指數(shù)波形,其下降速度決定于時(shí)間常數(shù)τ,τ越大,下降越慢,即波形失真越小。為此,應(yīng)盡量加大Lm1,而減小Rs和RL′,但這是有限的。如果Lm1太大,必然使繞組的匝數(shù)很多,這將導(dǎo)致繞組分布電容加大,致使脈沖上升沿變壞。
圖5 圖3的低頻等效電路
圖6 脈沖下降階段的等效電路
(3)下降階段
下降階段的信號(hào)源相當(dāng)于直流電源Usm串聯(lián)的開關(guān)S由閉合到斷開的階段,它與上升階段雖然是相對(duì)的過(guò)程,但有兩個(gè)不同;一是電感Lm1中有勵(lì)磁電流,并開始釋放,因此Lm1不能略去;二是開關(guān)S斷開后,Rs便不起作用,由此得出下降階段的等效電路,見圖6。
一般來(lái)說(shuō),在脈沖變壓器平頂階段以后,Lm1中存儲(chǔ)了比較大的磁能,因此在開關(guān)斷開后,會(huì)出現(xiàn)劇烈的振蕩,并產(chǎn)生很大的下沖。為了消除下沖往往采用阻尼措施。
2、功率變壓器的參數(shù)及公式
2.1變壓器的基本參數(shù)
在磁路中,磁通集中的程度,稱為磁通密度或磁感應(yīng)強(qiáng)度,用B表示,單位是特斯拉(T),通常仍用高斯(GS)單位,1T=104GS。另一方面,產(chǎn)生磁通的磁力稱為磁場(chǎng)強(qiáng)度,用符號(hào)H表示,單位是A/m
H=0.4πNI/li
式中:N——繞組匝數(shù)
I——電流強(qiáng)度
li——磁路長(zhǎng)度
磁性材料的磁滯回線表示磁性材料被完全磁化和完全去磁化這一過(guò)程的磁特性變化。圖7為一典型的磁化曲線。
由坐標(biāo)0點(diǎn)到a點(diǎn)這段曲線稱起始磁化曲線。
曲線中的一些關(guān)鍵點(diǎn)是十分重要的,BS:飽和磁通密度,Br:剩磁,HC:矯頑磁力。
當(dāng)Br越接近于BS值時(shí),磁滯曲線的形狀越接近于矩形,見圖8(a),同時(shí)矯頑磁力HC越大時(shí),磁滯曲線越寬,這表明這種磁性材料的磁化特性越硬,表明這種材料為硬磁性材料。當(dāng)Br和BS相差越大,矯頑磁力HC越小時(shí),即磁滯曲線越瘦,表明這種材料為軟磁性材料,脈沖變壓器的磁心材料應(yīng)選用軟磁性材料,見圖8(b)。
圖7 不帶氣隙的磁滯回線
(a)硬磁材料 (b)軟磁材料
圖8 硬/軟磁性材料和磁滯回線
如果在磁心中開一個(gè)氣隙,將建立起一個(gè)有氣隙的磁路,它會(huì)改變磁路的有效長(zhǎng)度。因?yàn)榭諝庀兜拇艑?dǎo)率為1,所以有效磁路長(zhǎng)度le為
le=li+μilg
式中:li——磁性材料中的磁路長(zhǎng)度
lg——空氣隙的磁路長(zhǎng)度
μi——磁性材料的磁導(dǎo)率
對(duì)一個(gè)給定安匝數(shù),有空氣隙磁心的磁通密度要比沒(méi)有空氣隙的磁通密度小。
2.2設(shè)計(jì)變壓器的基本公式
為了確保變壓器在磁化曲線的線性區(qū)工作,可用下式計(jì)算最大磁通密度(單位:T)
Bm=(Up×104)/KfNpSc
式中:Up——變壓器一次繞組上所加電壓(V)
f——脈沖變壓器工作頻率(Hz)
Np——變壓器一次繞組匝數(shù)(匝)
Sc——磁心有效截面積(cm2)
K——系數(shù),對(duì)正弦波為4.44,對(duì)矩形波為4.0
一般情況下,開關(guān)電源變壓器的Bm值應(yīng)選在比飽和磁通密度Bs低一些。
變壓器輸出功率可由下式計(jì)算(單位:W)
Po=1.16BmfjScSo×10-5
式中:j——導(dǎo)線電流密度(A/mm2)
Sc——磁心的有效截面積(cm2)
So——磁心的窗口面積(cm2)
3、對(duì)功率變壓器的要求
(1)漏感要小
圖9是雙極性電路(半橋、全橋及推挽等)典型的電壓、電流波形,變壓器漏感儲(chǔ)能引起的電壓尖峰是功率開關(guān)管損壞的原因之一。
圖9 雙極性功率變換器波形
功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電壓尖峰的大小和集電極電路配置、電路關(guān)斷條件以及漏感大小等因素有關(guān),僅就變壓器而言,減小漏感是十分重要的。
(2)避免瞬態(tài)飽和
一般工頻電源變壓器的工作磁通密度設(shè)計(jì)在B-H曲線接近拐點(diǎn)處,因而在通電瞬間由于變壓器磁心的嚴(yán)重飽和而產(chǎn)生極大的浪涌電流。它衰減得很快,持續(xù)時(shí)間一般只有幾個(gè)周期。對(duì)于脈沖變壓器而言如果工作磁通密度選擇較大,在通電瞬間就會(huì)發(fā)生磁飽和。由于脈沖變壓器和功率開關(guān)管直接相連并加有較高的電壓,脈沖變壓器的飽和,即使是很短的幾個(gè)周期,也會(huì)導(dǎo)致功率開關(guān)管的損壞,這是不允許的。所以一般在控制電路中都有軟啟動(dòng)電路來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
(3)要考慮溫度影響
開關(guān)電源的工作頻率較高,要求磁心材料在工作頻率下的功率損耗應(yīng)盡可能小,隨著工作溫度的升高,飽和磁通密度的降低應(yīng)盡量小。在設(shè)計(jì)和選用磁心材料時(shí),除了關(guān)心其飽和磁通密度、損耗等常規(guī)參數(shù)外,還要特別注意它的溫度特性。一般應(yīng)按實(shí)際的工作溫度來(lái)選擇磁通密度的大小,一般鐵氧體磁心的Bm值易受溫度影響,按開關(guān)電源工作環(huán)境溫度為40℃考慮,磁心溫度可達(dá)60~80℃,一般選擇Bm=0.2~0.4T,即2000~4000GS。
(4)合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從結(jié)構(gòu)上看,有下列幾個(gè)因素應(yīng)當(dāng)給予考慮:
漏磁要小,減小繞組的漏感;
便于繞制,引出線及變壓器安裝要方便,以利于生產(chǎn)和維護(hù);
便于散熱。
4、磁心材料的選擇
軟磁鐵氧體,由于具有價(jià)格低、適應(yīng)性能和高頻性能好等特點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中。
軟磁鐵氧體,常用的分為錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體兩大系列,錳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3,MnCO3,ZnO,它主要應(yīng)用在1MHz以下的各類濾波器、電感器、變壓器等,用途廣泛。而鎳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3,NiO,ZnO等,主要用于1MHz以上的各種調(diào)感繞組、抗干擾磁珠、共用天線匹配器等。
在開關(guān)電源中應(yīng)用最為廣泛的是錳鋅鐵氧體磁心,而且視其用途不同,材料選擇也不相同。用于電源輸入濾波器部分的磁心多為高導(dǎo)磁率磁心,其材料牌號(hào)多為R4K~R10K,即相對(duì)磁導(dǎo)率為4000~10000左右的鐵氧體磁心,而用于主變壓器、輸出濾波器等多為高飽和磁通密度的磁性材料,其Bs為0.5T(即5000GS)左右。
開關(guān)電源用鐵氧體磁性材應(yīng)滿足以下要求:
(1)具有較高的飽和磁通密度Bs和較低的剩余磁通密度Br
磁通密度Bs的高低,對(duì)于變壓器和繞制結(jié)果有一定影響。從理論上講,Bs高,變壓器的繞組匝數(shù)可以減小,銅損也隨之減小。
在實(shí)際應(yīng)用中,開關(guān)電源高頻變換器的電路形式很多,對(duì)于變壓器而言,其工作形式可分為兩大類:
1)雙極性。電路為半橋、全橋、推挽等。變壓器一次繞組里正負(fù)半周勵(lì)磁電流大小相等,方向相反,因此對(duì)于變壓器磁心里的磁通變化,也是對(duì)稱的上下移動(dòng),B的最大變化范圍為△B=2Bm,磁心中的直流分量基本抵消。
2)單極性。電路為單端正激、單端反激等,變壓器一次繞組在1個(gè)周期內(nèi)加上1個(gè)單向的方波脈沖電壓(單端反激式如此)。變壓器磁心單向勵(lì)磁,磁通密度在最大值Bm到剩余磁通密度Br之間變化,見圖7,這時(shí)的△B=Bm-Br,若減小Br,增大飽和磁通密度Bs,可以提高△B,降低匝數(shù),減小銅耗。
(2)在高頻下具有較低的功率損耗
鐵氧體的功率損耗,不僅影響電源輸出效率,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致磁心發(fā)熱,波形畸變等不良后果。
變壓器的發(fā)熱問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用中極為普遍,它主要是由變壓器的銅損和磁心損耗引起的。如果在設(shè)計(jì)變壓器時(shí),Bm選擇過(guò)低,繞組匝數(shù)過(guò)多,就會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱,并同時(shí)向磁心傳輸熱量,使磁心發(fā)熱。反之,若磁心發(fā)熱為主體,也會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱。
選擇鐵氧體材料時(shí),要求功率損耗隨溫度的變化呈負(fù)溫度系數(shù)關(guān)系。這是因?yàn)?假如磁心損耗為發(fā)熱主體,使變壓器溫度上升,而溫度上升又導(dǎo)致磁心損耗進(jìn)一步增大,從而形成惡性循環(huán),最終將使功率管和變壓器及其他一些元件燒毀。因此國(guó)內(nèi)外在研制功率鐵氧體時(shí),必須解決磁性材料本身功率損耗負(fù)溫度系數(shù)問(wèn)題,這也是電源用磁性材料的一個(gè)顯著特點(diǎn),日本TDK公司的PC40及國(guó)產(chǎn)的R2KB等材料均能滿足這一要求。
(3)適中的磁導(dǎo)率
相對(duì)磁導(dǎo)率究竟選取多少合適呢?這要根據(jù)實(shí)際線路的開關(guān)頻率來(lái)決定,一般相對(duì)磁導(dǎo)率為2000的材料,其適用頻率在300kHz以下,有時(shí)也可以高些,但最高不能高于500kHz。對(duì)于高于這一頻段的材料,應(yīng)選擇磁導(dǎo)率偏低一點(diǎn)的磁性材料,一般為1300左右。
(4)較高的居里溫度
居里溫度是表示磁性材料失去磁特性的溫度,一般材料的居里溫度在200℃以上,但是變壓器的實(shí)際工作溫度不應(yīng)高于80℃,這是因?yàn)樵?00℃以上時(shí),其飽和磁通密度Bs已跌至常溫時(shí)的70%。因此過(guò)高的工作溫度會(huì)使磁心的飽和磁通密度跌落的更嚴(yán)重。再者,當(dāng)高于100℃時(shí),其功耗已經(jīng)呈正溫度系數(shù),會(huì)導(dǎo)致惡性循環(huán)。對(duì)于R2KB2材料,其允許功耗對(duì)應(yīng)的溫度已經(jīng)達(dá)到110℃,居里溫度高達(dá)240℃,滿足高溫使用要求。
5、開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計(jì)方法
5.1雙極性開關(guān)電源變壓器的計(jì)算
設(shè)計(jì)前應(yīng)確定下列基本條件:電路形式,開關(guān)工作頻率,變壓器輸入電壓幅值,開關(guān)功率管最大導(dǎo)通時(shí)間,變壓器輸出電壓電流,輸出側(cè)整流電路形式,對(duì)漏感及分布電容的要求,工作環(huán)境條件等。
(1)確定磁心尺寸
1)求變壓器計(jì)算功率Pt
Pt的大小取決于變壓器輸出功率及輸出側(cè)整流電路形式:
全橋電路,橋式整流:Pt=(1+1/n)Po 半橋電路,雙半波整流:Pt=(1/n+)Po 推挽電路,雙半波整流:Pt=(/n+)Po式中:Po=UoIo,直流輸出功率。Pt可在(2~2.8)Po范圍內(nèi)變化,Po及Pt均以瓦(W)為單位。n=N1/N2,變壓匝數(shù)比。
2)確定磁通密度Bm
Bm與磁心的材料、結(jié)構(gòu)形式及工作頻率等因素有關(guān),又要考慮溫升及磁心不飽和等要求。對(duì)于鐵氧體磁心多采用0.3T(特斯拉)左右。
3)計(jì)算磁心面積乘積Sp
Sp等于磁心截面積Sc(cm2)及窗口截面積So(cm2)的乘積,即
Sp=ScSo=[(Pt×104)/4BmfKwKj]1.16(cm4)
式中:Kw——窗口占空系數(shù),與導(dǎo)線粗細(xì)、繞制工藝及漏感和分布電容的要求等有關(guān)。一般低壓電源變壓器取Kw=0.2~0.4。
Kj——電流密度系數(shù),與鐵心形式、溫升要求等有關(guān)。對(duì)于常用的E型磁心,當(dāng)溫升要求為25℃時(shí),Kj=366;要求50℃時(shí),Kj=534。環(huán)型磁心,當(dāng)溫升要求為25℃時(shí),Kj=250;要求50℃時(shí),Kj=365。
由Sp值選擇適用于或接近于Sp的磁性材料、結(jié)構(gòu)形式和磁心規(guī)格。
(2)計(jì)算繞組匝數(shù)
1)一次繞組匝數(shù):N1=(Up1ton×10-2)/2BmSc(匝)
式中:Up1——一次繞組輸入電壓幅值(V)
ton——一次繞組輸入電壓脈沖寬度(μs)
2)二次繞組匝數(shù):N2=(Up2N1)/Up1(匝)
……
Ni=(UpiN1)/Up1(匝)
式中:Up2…Upi——二次繞組輸出電壓幅值(V)
(3)選擇繞組導(dǎo)線
導(dǎo)線截面積Smi=Ii/j(mm2)
式中:Ii——各繞組電流有效值(A)
j——電流密度
j=KjSp-0.14×10-2(A/mm2)
(4)損耗計(jì)算
1)繞組銅損Pmi=Ii2Rai(W)
式中:Rai——各繞組交流電阻(Ω),
Ra=KrRd,Rd——導(dǎo)線直流電阻,Kr——趨表系
數(shù),Kr=(D/2)2/(D-△)·△,D——圓導(dǎo)線
直徑(mm),△——穿透深度(mm),圓銅導(dǎo)線△
=66.1/f0.5(f:電流頻率,Hz)
變壓器為多繞組時(shí),總銅損為
Pm=Ii2Rai(W)
2)磁心損耗Pc=PcoGc
式中:Pco——在工作頻率及工作磁通密度情況下單
位質(zhì)量的磁心損耗(W/kg)
Gc——磁心質(zhì)量(kg)
3)變壓器總損耗Pz=Pm+Pc(W)
(5)溫升計(jì)算
變壓器由于損耗轉(zhuǎn)變成熱量,使變壓器溫度上升,其溫升數(shù)值與變壓器表面積ST有關(guān)ST=
式中:Sp——磁心面積乘積(cm4)
KS——表面積系數(shù),E型磁心KS=41.3,環(huán)型
磁心KS=50.9
5.2單極性開關(guān)電源變壓器的計(jì)算
設(shè)計(jì)前應(yīng)確定下列基本條件:電路形式,工作頻率,變換器輸入最高和最低電壓,輸出電壓電流,開關(guān)管最大導(dǎo)通時(shí)間,對(duì)漏感及分布電容的要求,工作環(huán)境條件等。
(1)單端反激式計(jì)算
1)變壓器輸入輸出電壓
一次繞組輸入電壓幅值UP1=Ui-△U1
式中:Ui——變換器輸入直流電壓(V)
△U1——開關(guān)管及線路壓降(V)
二次繞組輸出電壓幅值UP2=U02+△U2
……
UPi=U0i+△Ui
式中:U02…U0i——直流輸出電壓(V)
△U2…△Ui——整流管及線路壓降(V)
2)一次繞組電感臨界值(H)
式中:n——變壓器匝數(shù)比n=tonUp1/toffUp2
ton——額定輸入電壓時(shí)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間
(μs)
toff——開關(guān)管截止時(shí)間(μs)
T——開關(guān)電源工作周期(μs),T=1/f,f
:工作頻率(Hz)
Po——變壓器輸出直流功率(W)
通常要求一次繞組實(shí)際電感Lp1≥Lmin
3)確定工作磁通密度
單端反激式變壓器工作在單向脈沖狀態(tài),一般取飽和磁通密度值(Bs)的一半,即脈沖磁通密度增量
△Bm=BS/2(T)
4)計(jì)算磁心面積乘積
Sp=392Lp1Ip1D12/△Bm(cm4)
式中:Ip1——一次繞組峰值電流
Ip1=2Po/Up1minDmax(A)
式中:Up1min——變壓器輸入最低電壓幅值(V)
Dmax——最大占空比,Dmax=tonmax/T
D1——一次繞組導(dǎo)線直徑(mm),由一次
繞組電流有效值I1確定,單向脈沖時(shí)
I1=Ip1(ton/T)0.5
5)空氣隙長(zhǎng)度
lg=0.4πLp1Ip12/△Bm2SC(cm)
6)繞組匝數(shù)計(jì)算
一次繞組,有氣隙時(shí)
N1=△Bmlg×104/0.4πIp1(匝)無(wú)氣隙時(shí)(匝)
式中:LC——磁心磁路長(zhǎng)度(cm)
μe——磁心有效磁導(dǎo)率,由工作的磁通密度和直流磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁性材料決定,查閱磁心規(guī)格得出。
二次繞組N2=[Up2(1-Dmax)/Up1minDmax]N1
……
Ni=[Upi(1-Dmax)/UpiminDmax]N1
(2)單端正激式計(jì)算
單端正激式電路工作的特點(diǎn)是一、二次繞組同時(shí)工作,另加去磁繞組,因此計(jì)算方法與雙極性電路類似。
1)二次繞組峰值電流等于直流輸出電流,即IP2=I02
2)二次繞組電壓幅值
開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計(jì)方法
Up2=(Uo2+△U2)/D(V)
式中:Uo2——輸出直流電壓(V)
△U2——整流管及線路壓降(V)
D——額定工作狀態(tài)時(shí)的占空比D=ton/T
3)變壓器輸出功率
P2=(DUp2Ip2)(W)
式中:Up2——變壓器輸出電壓幅值(V)
Ip2——二次繞組峰值電流(A)
4)確定磁心體積
Ve=(12.5βP2×103)/f(cm3)
式中:β——計(jì)算系數(shù),工作頻率f=30~50kHz時(shí),
β=0.3
由Ve值選擇接近尺寸的磁心。
5)一次繞組匝數(shù)
N1=(Up1ton×10-2)/f(匝)
式中:Up1——變壓器輸入額定電壓幅值(V)
6)二次繞組匝數(shù)N2=(Up2/Up1)N1
……
Ni=UpiN1/Up1
7)去磁繞組匝數(shù)NH=N1
8)繞組電流有效值二次側(cè):I2=Ip2
一次側(cè):I1=Up2I2/Up1
去磁:IH=(5~10)%I1
***
上述僅是常規(guī)計(jì)算方法,由于所選用材料及工藝的不同,有些數(shù)據(jù)應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。
還應(yīng)做漏感、分布電容、溫升及窗口校核等計(jì)算,這些計(jì)算較繁瑣,經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng),必要時(shí)請(qǐng)閱專著。
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