反激式开关电源变压器设计(1).ppt

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1、反激式开关电源变压器设计学习培训教材AP法本设计为小功率非连续工作模式的反激开关电源变压器的一种设计方法，在选用类似MAx5021芯片时，变压器很容易获得15W的输出功率。1.设计公式1.1计算面积乘积值Ap1.1xPOUTxDMAXx103Ap≥(mm4)(1)ηxKPxKTxKUxJxBMAXxfSW式中：AP-----磁芯面积乘积Ap=Aw.Ae(mm4)POUT----变压器输出功率（W）DMAX----最大导通占空比（通常为0.5)η------变压器预期的效率KP------分配给初级绕组的面积（通常为0.5）KT---

2、---初级RMS（等效串联电阻）电流和平均电流之比，非连续反激模式KT≈0.55～0.65KU------窗口填充系数(一般取0.4)J-------电流密度(一般取3≈10A/mm2）BMAX-----最大工作磁通密度(反激式一般取0.12T～0.15T)fSW------开关工作频度（KHz)1.2计算次级电感Ls(VO+VD)x(DOFF(MAX))2x10-3Ls≥(H)(2)2xIOUTxfSW式中：VO-----次级输出电压(V)VD-----次级整流二极管正向压降（V）DOFF(MAX)–最大截止占空比IOUT-

3、---次级输出电流（A）1.3计算初级电感LPV2IN（MIN）xD2MAXxηx10-3LP≥(H)(3)2xPOUTxfSW式中：VIN（MIN）--初级输入最低电压(V)1.4计算初级绕组匝数NpVIN(MIN)xDMAXx103Np=(匝)(4)AexBMAXxfSW式中：Ae----磁芯有效截面积(mm2)1.5计算次级绕组匝数NsNs=NpLs(匝)(5)Lp1.6计算偏置绕组匝数NBIASVBIASNBIAS=NS(6)Vo+VD式中：VDB----偏置绕绕组整流二极管正向压降(V)1.7计算初级绕组RMS电流I

4、PRMSPOUTDMAXIPRMS=x(A)(7)0.5xDMAXxηxVIN(MIN)31.8计算次级绕组RMS电流ISRMSIOUTDMAXISRMS=x(A)(8)0.5xDMAX32.设计例2.1设计条件VIN=36V-72VJ=9.8A/mm2VOUT=5.1VVBIAS=11.7VIOUT=1.1AVD=0.7Vfsw=262KHzη=0.8BMAX=0.12T2.2设计步骤第一步：面积乘积Ap1.1xPOUTxDMAXx1031.1x(5.1x1.1)x0.5x103Ap≥=ηxKPxKTxKUxJxBMA

5、XxfSW0.8x0.5x0.4x0.55x9.8x0.12x262=113mm4选取TDK-PC44-EPC13-Z其中Aw=14.5mm2Ae=12.5mm2第二步：次级电感Ls(VoxVD)x(DOFF(MAX))2x10-3(5.1+0.7)x0.52x10-3Ls≥=2IOUTxfSW2x1.1x262=0.0000025(H)=2.5(uH)其中DOFF(MAX)=1-DMAX=1-0.5=0.5VD取0.7V第三步:初级电感LpVIN(MIN)xD2MAXxηx10-3362x0.52x0.8x10-3Lp≥=2xPO

6、UTxfSW2x(5.1x1.1)x262=0.000088(H)=88(uH)第四步：初级匝数NpVIN(MIN)xDMAXx10336x0.5x103Np===45.8=46(匝)AexBMAXxfSW12.5x0.12x262第五步:次级匝数NsNs=NpxLs=46x2.5=7.7=8(匝)Lp88第六步:偏置匝数NBIASVBIAS11.7x8NB=xNS==17.6=18(匝)VO+VD5.1+0.2第七步：初级RMS电流IPRMSPOUTDMAX5.1x1.10.5IPRMS===.0.5xDMAXxηxVIN(MIN

7、)30.5x0.5x0.8x363=0.318(A)第八步:次级RMS电流ISRMSIOUTDMAX1.10.5ISRMS=.=.=1.796=1.8(A)0.5xDMAX30.5x0.53第九步：计算趋肤深度S和选取绕组线径66.166.1S===0.129=0.13(mm)f262x103初级线径IPRMS0.318DN=1.13.=1.13.=0.20J9.8选用QA-1,∮0.2漆包线次级线径ISRMS1.8DS=1.13.=1.13.=0.48J9.8考虑趋肤深度选取QA-1，∮0.2x6多股漆包线偏制绕组由于电流约1

8、0mA，选用QA-1,∮0.2漆包线3.变压器绕组结构的设计3.1变压器线路图如下：123456，79，103.变压器绕组结构的设计3.2变压器绕线结构为减小漏感，用夹绕法，结构如下：N4-5