反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

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1、1.确定电源规格.    .输入电压范围Vin=85—265Vac;    .输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A;    .变压器的效率ŋ=0.90    2.工作频率和最大占空比确定.    取:工作频率fosc=100KHz,最大占空比Dmax=0.45.    T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us    Toff=10-4.5=5.5us.    3.计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n).    最低输入电压Vin(min)=

2、85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V).    根据伏特-秒平衡,有:Vin(min)*Dmax=(Vout+Vf)*(1-Dmax)*n.         n=[Vin(min)*Dmax]/[(Vout+Vf)*(1-Dmax)]         n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64    4.变压器初级峰值电流的计算.    设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V.    +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*

3、I01*120%=6*10*1.2=72W    +12V输出功率Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W    变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W    1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T=Pout/    Ip1=2*Pout/[ŋ(1+k)*Vin(min)*Dmax]       =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45]       =3.00A     Ip2=0.4*Ip1=1.20A     5.变压器初级电

4、感量的计算.    由式子Vdc=Lp*dip/dt,得:           Lp=Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2]             =100*4.5/[3.00-1.20]             =250uH    6.变压器铁芯的选择.      根据式子Aw*Ae=Pt*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*ŋ],其中:    Pt(变压器的标称输出功率)=Pout=85W    Ko(窗口的铜填充系数)=0.4             Kc(磁芯填充系数)=1(

5、对于铁氧体),    变压器磁通密度Bm=1500Gs    j(电流密度):j=5A/mm2;    Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]         =0.157cm4    考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:    EER2834S铁氧体磁芯的有效截面积Ae=0.854cm2    它的窗口面积Aw=148mm2=1.48cm2    EER2834S的功率容量乘积为    Ap=Ae*Aw=1.48*0.854=1.264cm4>0.15

6、7cm4    故选择EER2834S铁氧体磁芯.    7.变压器初级匝数及气隙长度的计算.    1).由Np=Lp*(Ip1-Ip2)/[Ae*Bm],得:    Np=250*(3.00-1.20)/[85.4*0.15]=35.12  取Np=36    由Lp=uo*ur*Np2*Ae/lg,得:    气隙长度lg=uo*ur*Ae*Np2/Lp    =4*3.14*10-7*1*85.4mm2*362/(250.0*10-3mH)    =0.556mm  取lg=0.6mm    2).当+

7、5V限流输出,Ip为最大时(Ip=Ip1=3.00A),检查Bmax.    Bmax=Lp*Ip/[Ae*Np]        =250*10-6*3.00/[85.4mm2*36]        =0.2440T=2440Gs<3000Gs    因此变压器磁芯选择通过.    8.变压器次级匝数的计算.    Ns1(5v)=Np/n=36/13.64=2.64   取Ns1=3    Ns2(12v)=(12+1)*Ns1/(5+1)=6.50  取Ns2=7    故初次级实际匝比:n=36/3=12

8、    9.重新核算占空比Dmax和Dmin.    1).当输入电压为最低时:Vin(min)=100Vdc.    由Vin(min)*Dmax=(Vout+Vf)*(1-Dmax)*n,得:    Dmax=(Vout+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+Vin(min)]    =6*12/[6*12+100]=0.418    2).当输入电压为最高时:Vin(max)=2