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时间：2018-12-08
《反激变换器flyback设计和计算步骤》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、-反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤齐纳管吸收漏感能量的反激变换器：0.设计前需要确定的参数A开关管Q的耐压值：VmqB输入电压范围：Vinmin～VinmaxC输出电压VoD电源额定输出功率：Po（或负载电流Io）E电源效率：XF电流/磁通密度纹波率：r（取0.5，见注释C）G工作频率：fH最大输出电压纹波：Vopp1.齐纳管DZ的稳压值VzVz<=Vmq×95%-Vinmax，开关管Q承受的电压是Vin+Vz，在Vinmax处还应为Vmq保留5%裕量，因此有Vinmax+Vz2、（见注释A）3.匝比n（Np/Ns）n=Vor/(Vo+Vd)，其中Vd是输出二极管D的正向压降，一般取0.5～1V。4.最大占空比的理论值DmaxDmax=Vor/(Vor+Vinmin)，此值是转换器效率为100%时的理论值，用于粗略估计占空比是否合适，后面用更精确的算法计算。一般控制器的占空比限制Dlim的典型值为70%。.--------------------------------------------------------------------------------上面是先试着确定Vz，也可以先试着确定n，原则是n=Vin/Vo，V3、in可以取希望的工作输入电压，然后计算出Vor，Vz，Dmax等，总之这是计算的“起步”过程，根据后面计算考虑实际情况对n进行调整，反复计算，可以得到比较合理的选择。-----------------------------------------------------------------------------5.负载电流IoIo=Po/Vo，如果有多个二次绕组，可以用单一输出等效。6.一次侧有效负载电流IorIor=Io/n，由Ior×Np=Io×Ns得来。7.占空比DD=Iin/(Iin+Ior)，其中Iin=Pin/Vin，而Pin=Po/4、X。这里Vin取Vinmin。（见注释B）8.二次电流斜坡中心值IlIl=Io/(1-D)9.一次电流斜坡中心值IlrIlr=Il/n10.峰值开关电流IpkIpk=(1+0.5×r)×Ilr11.伏秒数EtEt=Vinmin×D/f，（Et=Von×Ton=Vinmin×D/f）12.一次电感LpLp=Et/(Ilr×r)13.磁芯选择（1）Ve=0.7×(((2+r)^2)/r)×(Pin/f)，Ve单位cm^3；f单位KHz，根据此式确定磁芯有效体积Ve，寻找符合此要求的磁芯。（见注释D）（2）最适合反激变压器的磁芯是“ECores”和“UCore5、s”，“ETD"、”ER"、“RM"这三种用于反激性能一般，而“PlanarE”、“EFD"、”EP"、“P"、”Ring"型不适合反激变压器。（3）材质选锰锌铁氧体，PC40比较常用且经济。14.一次匝数NpNp=(1+2/r)×(Von×D)/(2×Bpk×Ae×f)，其中Von=Vinmin-Vq，Vq是开关管Q的导通压降；Bpk不能超过0.3T，一般反激变压器取0.3T；Ae是磁芯的有效截面积，从所选磁芯的参数中查的。（公式推导见注释E，说明见注释F）15.二次匝数Ns.---Ns=Np/n，此值小数不可忽略时向上取整，如1.62T取2T，然后重6、新计算Np=Ns×n。16.匝数调整后实际磁通密度变化范围验证Bpk=Bpk0×Np0/Np，Bpk0、Np0是调整前的磁通密度峰值和一次匝数。（根据：Bpk与匝数成反比）dB=(2r/(r+2))×Bpk17.气隙系数zz=(1/Lp)×(u×u0×Ae/le)×Np^2，其中u是磁芯材料的相对磁导率，Ae、le分别是磁芯的有效截面积和有效长度，这些参数由磁芯手册提供，u0是真空磁导率，值为4×PI×10^(-7)。（见注释G）18.气隙长度lglg=le×(z-1)/u，其中u是磁芯材料的相对磁导率。（见注释G）19.绕组导线的集肤深度hh=66.17、×(1+0.0042×(T-20))/f^0.5，所得单位为mm，其中T是工作温度，可取80，即最高环境温度40摄氏度时可以有40度的温升。20.绕组导线的线径dd=2h，若选用铜皮，则铜皮厚度同样按此计算，即2h。21.绕组导线的电流承载能力ImIm=PI×(d/2)^2×J，其中J是电流密度，反激变压器一般取典型值493A/cm^2（400cmil/A）。22.一次绕组导线的股数MpMp=Ilr/Im23.二次绕组导线的股数MsMs=Il/Im24.确定变压器组装结构根据上面计算的变压器各项参数，合理安排绕组排列、绝缘安排等，绕组安排（从磁芯由近及远8、）可参考如下：（1）一般排列是，一次，二次，反馈。（2）二次，反馈，一次，这种排
2、（见注释A）3.匝比n（Np/Ns）n=Vor/(Vo+Vd)，其中Vd是输出二极管D的正向压降，一般取0.5～1V。4.最大占空比的理论值DmaxDmax=Vor/(Vor+Vinmin)，此值是转换器效率为100%时的理论值，用于粗略估计占空比是否合适，后面用更精确的算法计算。一般控制器的占空比限制Dlim的典型值为70%。.--------------------------------------------------------------------------------上面是先试着确定Vz，也可以先试着确定n，原则是n=Vin/Vo，V
3、in可以取希望的工作输入电压，然后计算出Vor，Vz，Dmax等，总之这是计算的“起步”过程，根据后面计算考虑实际情况对n进行调整，反复计算，可以得到比较合理的选择。-----------------------------------------------------------------------------5.负载电流IoIo=Po/Vo，如果有多个二次绕组，可以用单一输出等效。6.一次侧有效负载电流IorIor=Io/n，由Ior×Np=Io×Ns得来。7.占空比DD=Iin/(Iin+Ior)，其中Iin=Pin/Vin，而Pin=Po/
4、X。这里Vin取Vinmin。（见注释B）8.二次电流斜坡中心值IlIl=Io/(1-D)9.一次电流斜坡中心值IlrIlr=Il/n10.峰值开关电流IpkIpk=(1+0.5×r)×Ilr11.伏秒数EtEt=Vinmin×D/f，（Et=Von×Ton=Vinmin×D/f）12.一次电感LpLp=Et/(Ilr×r)13.磁芯选择（1）Ve=0.7×(((2+r)^2)/r)×(Pin/f)，Ve单位cm^3；f单位KHz，根据此式确定磁芯有效体积Ve，寻找符合此要求的磁芯。（见注释D）（2）最适合反激变压器的磁芯是“ECores”和“UCore
5、s”，“ETD"、”ER"、“RM"这三种用于反激性能一般，而“PlanarE”、“EFD"、”EP"、“P"、”Ring"型不适合反激变压器。（3）材质选锰锌铁氧体，PC40比较常用且经济。14.一次匝数NpNp=(1+2/r)×(Von×D)/(2×Bpk×Ae×f)，其中Von=Vinmin-Vq，Vq是开关管Q的导通压降；Bpk不能超过0.3T，一般反激变压器取0.3T；Ae是磁芯的有效截面积，从所选磁芯的参数中查的。（公式推导见注释E，说明见注释F）15.二次匝数Ns.---Ns=Np/n，此值小数不可忽略时向上取整，如1.62T取2T，然后重
6、新计算Np=Ns×n。16.匝数调整后实际磁通密度变化范围验证Bpk=Bpk0×Np0/Np，Bpk0、Np0是调整前的磁通密度峰值和一次匝数。（根据：Bpk与匝数成反比）dB=(2r/(r+2))×Bpk17.气隙系数zz=(1/Lp)×(u×u0×Ae/le)×Np^2，其中u是磁芯材料的相对磁导率，Ae、le分别是磁芯的有效截面积和有效长度，这些参数由磁芯手册提供，u0是真空磁导率，值为4×PI×10^(-7)。（见注释G）18.气隙长度lglg=le×(z-1)/u，其中u是磁芯材料的相对磁导率。（见注释G）19.绕组导线的集肤深度hh=66.1
7、×(1+0.0042×(T-20))/f^0.5，所得单位为mm，其中T是工作温度，可取80，即最高环境温度40摄氏度时可以有40度的温升。20.绕组导线的线径dd=2h，若选用铜皮，则铜皮厚度同样按此计算，即2h。21.绕组导线的电流承载能力ImIm=PI×(d/2)^2×J，其中J是电流密度，反激变压器一般取典型值493A/cm^2（400cmil/A）。22.一次绕组导线的股数MpMp=Ilr/Im23.二次绕组导线的股数MsMs=Il/Im24.确定变压器组装结构根据上面计算的变压器各项参数，合理安排绕组排列、绝缘安排等，绕组安排（从磁芯由近及远
8、）可参考如下：（1）一般排列是，一次，二次，反馈。（2）二次，反馈，一次，这种排
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