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1、反激式变压器设计步骤Step1.选择CORE材质,确定△B本例为ADAPTERDESIGN,由于该类型机散热效果差,故选择CORE材质应考量高Bs,低损耗及高μi材质,结合成本考量,在此选用FerriteCore,以TDK之PC40orPC44为优选,对比TDKDATABOOK,可知PC44材质单位密度相关参数如下:μi=2400±25%Pvc=300KW/m2@100KHZ,100℃Bs=390mTBr=60mT@100℃Tc=215℃为防止X'FMR出现瞬态饱和效应,此例以低△B设计.选△B=60%Bm,即△
2、B=0.6*(390-60)=198mT≒0.2TStep2确定CoreSize和Type.1>求coreAP以确定sizeAP=AW*Ae=(Pt*104)/(2ΔB*fs*J*Ku)=[(60/0.83+60)*104]/(2*0.2*70*103*400*0.2)=0.59cm4式中Pt=Po/η+Po传递功率;J:电流密度A/cm2(300~500);Ku:绕组系数0.2~0.5.2>形状及规格确定.形状由外部尺寸,可配合BOBBIN,EMI要求等决定,规格可参考AP值及形状要求而决定,结合上述原则,查阅
3、TDK之DATABOOK,可知RM10,LP32/13,EPC30均可满足上述要求,但RM10和EPC30可用绕线容积均小于LP32/13,在此选用LP32/13PC44,其参数如下:Ae=70.3mm2Aw=125.3mm2AL=2630±25%le=64.0mmAP=0.88cm4Ve=4498mm3Pt=164W(forward)Step3估算临界电流IOB(DCM/CCMBOUNDARY)本例以IL达80%Iomax时为临界点设计变压器.即:IOB=80%*Io(max)=0.8*3.16=2.528AS
4、tep4求匝数比nn=[VIN(min)/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]VIN(min)=90*√2-20=107V=[107/(19+0.6)]*[0.5/(1-0.5)]=5.5≒6匝比n可取5或6,在此取6以降低铁损,但铜损将有所增加.CHECKDmax:Dmax=n(Vo+Vf)/[VINmin+n(Vo+Vf)]=6*(19+0.6)/[107+6*(19+0.6)]=0.52Step5求CCM/DCM临ΔISB=2IOB/(1-Dmax)=2*2.528/(1-0.52)=10.53
5、3Step6计算次级电感Ls及原边电感LpLs=(Vo+Vf)(1-Dmax)*Ts/ΔISB=(19+0.6)*(1-0.52)*(1/70000)/10=12.76uHLp=n2Ls=62*12.76=459.4uH≒460此电感值为临界电感,若需电路工作于CCM,则可增大此值,若需工作于DCM则可适当调小此值.Step7求CCM时副边峰值电流ΔispIo(max)=(2ΔIs+ΔISB)*(1-Dmax)/2ΔIs=Io(max)/(1-Dmax)-(ΔISB/2)ΔIsp=ΔISB+ΔIs=Io(max)
6、/(1-Dmax)+(ΔISB/2)=3.16/(1-0.52)+10.533/2=11.85AStep8求CCM时原边峰值电流ΔIppΔIpp=ΔIsp/n=11.85/6=1.975AStep9确定Np、Ns1>NpNp=Lp*ΔIpp/(ΔB*Ae)=460*1.975/(0.2*70.3)=64.6Ts因计算结果为分数匝,考虑兼顾原、副边绕组匝数取整,使变压器一、二次绕组有相同的安匝值,故调整Np=60TsORNp=66Ts考量在设定匝数比n时,已有铜损增加,为尽量平衡Pfe与Pcu,在此先选Np=60T
7、s.2>NsNs=Np/n=60/6=10Ts3>Nvcc求每匝伏特数VaVa=(Vo+Vf)/Ns=(19+0.6)/10=1.96V/Ts∴Nvcc=(Vcc+Vf)/Va=(12+1)/1.96=6.6Step10计算AIRGAPlg=Np2*μo*Ae/Lp=602*4*3.14*10-7*70.3/0.46=0.69mmStep11计算线径dw1>dwpAwp=Iprms/JIprms=Po/η/VIN(min)=60/0.83/107=0.676AAwp=0.676/4J取4A/mm2or5A/mm2
8、=0.1(取Φ0.35mm*2)2>dwsAws=Io/J=3.16/4(Φ1.0mm)量可绕性及趋肤效应,采用多线并绕,单线不应大于Φ0.4,Φ0.4之Aw=0.126mm2,则0.79(即Ns采用Φ0.4*6)3>dwvccAwvcc=Iv/J=0.1/4上述绕组线径均以4A/mm2之计算,以降低铜损,若结构设计时线包过胖,可适当调整J之取值.4>估算铜窗占有率.0.
