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設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解

發(fā)布時間:2013-09-30 責任編輯:eliane

【導讀】在電源設計過程中,高頻變壓器的設計是一大難點。本文將通過一款反饋式電流不連續(xù)電源高頻變壓器的設計,為大家詳細講解電源高頻變壓器的設計步驟。當然,設計高頻變壓器的方法并不只有這一種,希望這一設計方法能對大家有所幫助。

設計目標:電源輸入交流電壓在180V~260V之間,頻率為50Hz,輸出電壓為直流5V、14A,功率為70W,電源工作頻率為30KHz。

設計步驟:

計算高頻變壓器初級峰值電流Ipp

由于是電流不連續(xù)性電源,當功率管導通時,電流會達到峰值,此值等于功率管的峰值電流。由電感的電流和電壓關系V=L*di/dt可知:
設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解

求最小工作周期系數(shù)Dmin

在反饋式電流不連續(xù)電源中,工作周期系數(shù)的大小由輸入電壓決定。
設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解

因此,當電源的輸入直流電壓在216V~400V之間時,工作周期系數(shù)D介于0.31~0.45之間。

計算高頻變壓器的初級電感值Lp

設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解
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計算繞組面積Aw和鐵心有效面積Ae的乘積Aw*Ae,選擇鐵心尺寸

如果我們只繞初級于線架上,則:
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在反饋式變壓器中,如果初級占30%的繞組面積,則其余的70%為次級和絕緣空間,因此,Aw*Ae須再乘以3倍,為了安全起見,我們將其提高為4倍。因此,
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由TDK目錄中可查得EE42*42*15的鐵心和線架Aw*Ae=1.83cm2*1.83cm2=3.33cm4,因此,我們選用此鐵心。

計算空氣間隙長度Lg

在反饋式電源變壓器中,磁通只在第一象限中變化,電流磁通量不會出現(xiàn)負值。為防止變壓器飽和,可以采用大體積鐵心或在磁通路徑上使用空氣間隙,為減少電源體積,我們采用間隙法,使磁滯回路變的平坦,在相同的直流偏壓下可降低工作的磁通密度。

在磁通路徑上,空氣間隙會產生較大的磁阻,因此,變壓器所存儲的大部分能量是在空氣間隙中,空氣間隙體積為Vg,長度為Lg。由:
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計算變壓器初級線圈Np

設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解

計算變壓器次級線圈Ns

在輸入電壓最小、工作周期最大時,計算變壓器次級線圈Ns。

設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解

當然,設計高頻變壓器的方法并不只有這一種,希望這一設計方法能對大家有所幫助。

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