大工13春《电源技术》大作业及要求.doc

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1、网络教育学院《可编程控制器》大作业题目：开关电源变压器的设计方法学习中心：浙江建设职业技术学院奥鹏学习中心层次：高中起点专科专业：电力系统自动化技术年级：12年春季学号：121213128855学生姓名：大工13春《电源技术》大作业题目一：开关电源变压器的设计方法总则：对开关电源变压器的设计要求及方法进行论述。撰写要求：（1）介绍高频开关变压器的特点和基本参数。（2）介绍高频开关变压器的设计内容。（3）论述高频开关电源变压器的具体设计方法。（4）总结（需要说明的问题）。我们以输出功率为5瓦以下的开关电源为例，讲解一下开关电源变压器的设计。1 电气要求：1. 输

2、入电压：AC90-264V/50-60HZ2. 输出电压：5±0.2V3. 输出电流：1A2 设计流程介绍：2.1 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）。2.2 变压器计算:2.2.1 变压器的参数说明:依据变压器计算公式    B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Ø Lp = 一次侧电感值(uH)Ø Ip = 一次侧峰值电流(A)Ø Np = 一次侧(主线圈)圈数Ø Ae = 铁心截面积(cm2)Ø B(max)Ø依铁心的材质及本身的温度来决定，以浙江

3、东磁公司的DMR40为例，100℃时的B(max)为4000Gauss，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3600Gauss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。2.2.2 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。   NS=二次侧圈数Ø NP=一次侧圈数Ø Vo=输出电压Ø VD=Ø二极管顺向电压 Vin(min)=滤波电容上的最小电压值Ø DØ=占空比2

4、.2.3 决定Pout，Ip，Lp，Nps，Np，Ns值:Pout=V2xIoutx120%V2=Vout+Vd+Vt  因为I1p是峰峰值，如下图： 所以     Lp=  简化后  Lp=     Nps=    Ip=一次侧峰值电流Ø I1p=一次侧尖峰电流值Ø Pout=Ø输出瓦数 Vd=开关二级关的正向压降一般为0.55VØ Vt=输出滤波线圈的压降，一般取0.2VØ 开关变压器的转换效率Ø ØPWM震荡频率 Nps次级与初级的匝比Ø Np初级线圈圈数，Ns次级线圈圈数Ø2.2.4 决定变压器线径及线数:当变压器决定后，变压器的Bobbin即可决定，

5、依据Bobbin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6A/mm2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。2.2.5 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数及电压。 2.2.6 变压器参数计算: 输出瓦数10W(5V/2A)，Core=²EE-19，可绕面积(槽宽)=57mm，MarginTape=2.8mm(每边)，剩余可绕面积=4.4mm，Ae=52 假设fT=45²KHz，Vin(min)=90V，=0.7， 计算式:² 决定占空比:l             

6、            假定D=0.48，f=45k 计算Pout，Ip，Lp值:l         V2=Vout+Vd+Vt           =5+0.55+0.2=5.75Pout=V2xIoutx120%             =5.75x2x1.2=13.8W           ==0.69A                       =0.69/2.4=0.30A     Lp=         = =1.6mH     Nps=            =5.75/100=0.058              ==4.1取5圈    Np

7、=5/0.058=88圈  辅助线圈电压为10V，则权数为      Nw4=10/100x88=9圈 变压器材质及尺寸:l 由以上假设可知材质MBR40，尺寸=EE-19，Ae=0.52cm²2，可绕面积(槽宽)=12mm，因MarginTape使用2.8mm，所以剩余可绕面积9.2mm. 决定变压器的线径及线数:l =0.69A           =0.69/2.4=0.30A 假设NP使用0.32ψ的线²电流密度=可绕圈数= 假设Secondary使用0.35ψ的线²电流密度= 假设使用4P，则²电流密度=  可绕圈数=     2.2.7 设计验证将

8、所得资料代入 〈0.3T公式中，如此可