开关电源变压器参数设计内容步骤详解.pdf

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1、Butbut开关电源高频变压器设计步骤步骤1确定开关电源的基本参数1交流输入电压最小值umin2交流输入电压最大值umax3电网频率Fl开关频率f4输出电压VO（V）：已知5输出功率PO（W）：已知6电源效率η：一般取80％7损耗分配系数Z：Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5步骤2根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压VFB步骤3根据u，PO值确定输入滤波电容CIN、直流输入电压最小值VImin1令整流桥的响应时间tc=3ms2根据u，查处CIN值3得到Vimin确定CIN,VImi

2、n值u(V)PO(W)比例系数(μF/W)CIN(μF)VImin(V)固定输已知2~3(2~3)×PO≥90入:100/115步骤4根据u，确通用输入:85~265已知2~3(2~3)×PO≥90定VOR、VB固定输入:230±35已知1PO≥2401根据u由表查出VOR、VB值1Butbut2由VB值来选择TVS钳位二极管初级感应电压u(V)VOR(V)反向击穿电压VB(V)固定输入:100/1156090步骤5通用输入:85~265135200根据Vimin和VOR来确定最大占空比固定输入:230±35135200DmaxVORDmax=×100

3、％VOR+VImin－VDS(ON)1设定MOSFET的导通电压VDS(ON)2应在u=umin时确定Dmax值，Dmax随u升高而减小步骤6确定初级纹波电流IR与初级峰值电流IP的比值KRP，KRP=IR/IPKRPu(V)最小值(连续模式)最大值(不连续模式)固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.441固定输入:230±350.61步骤7确定初级波形的参数①输入电流的平均值IAVGPOIAVG=ηVImin②初级峰值电流IPIAVGIP=(1－0.5KRP)×Dmax③初级脉动电流IR2Butbut④初级有效值电流IRMS2IR

4、MS=IP√Dmax×(KRP/3－KRP+1)步骤8根据电子数据表和所需IP值选择TOPSwitch芯片①考虑电流热效应会使25℃下定义的极限电流降低10％，所选芯片的极限电流最小值ILIMIT(min)应满足：0.9ILIMIT(min)≥IP步骤9和10计算芯片结温Tj①按下式结算：Tj＝[I22RMS×RDS(ON)+1/2×CXT×(VImax+VOR)f]×Rθ＋25℃式中CXT是漏极电路结点的等效电容，即高频变压器初级绕组分布电容②如果Tj＞100℃，应选功率较大的芯片步骤11验算IPIP=0.9ILIMIT(min)1输入新的KRP且从

5、最小值开始迭代，直到KRP=12检查IP值是否符合要求3迭代KRP=1或IP=0.9ILIMIT(min)步骤12计算高频变压器初级电感量LP，LP单位为μH610POZ(1－η)+ηLP=×2IP×KRP(1－KRP/2)fη步骤13选择变压器所使用的磁芯和骨架，查出以下参数：1磁芯有效横截面积Sj（cm2），即有效磁通面积。2磁芯的有效磁路长度l（cm）3磁芯在不留间隙时与匝数相关的等效电感AL(μH/匝2)4骨架宽带b（mm）步骤14为初级层数d和次级绕组匝数Ns赋值3Butbut1开始时取d＝2（在整个迭代中使1≤d≤2）2取Ns=1(100V

6、/115V交流输入)，或Ns=0.6(220V或宽范围交流输入)3Ns=0.6×(VO+VF1)4在使用公式计算时可能需要迭代步骤15计算初级绕组匝数Np和反馈绕组匝数NF1设定输出整流管正向压降VF12设定反馈电路整流管正向压降VF23计算NPVORNP=NS×VO+VF14计算NFVFB+VF2NF=NS×VO+VF1步骤16~步骤22设定最大磁通密度BM、初级绕组电流密度J、磁芯的气隙宽度δ，进行迭代。1设置安全边距M，在230V交流输入或宽范围输入时M=3mm，在110V/115V交流输入时M=1.5mm。使用三重绝缘线时M=02最大磁通密度B

7、M=0.2～0.3T100IPLPBM=NPSJ若BM＞0.3T，需增加磁芯的横截面积或增加初级匝数NP，使BM在0.2~0.3T范围之内。如BM＜0.2T，就应选择尺寸较小的磁芯或减小NP值。3磁芯气隙宽度δ≥0.051mmδ＝40πS2J(NP/1000LP－1/1000AL)要求δ≥0.051mm，若小于此值，需增大磁芯尺寸或增加NP值。4Butbut4初级绕组的电流密度J=(4~10)A/mm21980J=221.27πDPM×（1000/25.4）4IRMS若J＞10A/mm2，应选较粗的导线并配以较大尺寸的磁芯和骨架，使J＜10A/mm2。

8、若J＜4A/mm2，宜选较细的导线和较小的磁芯骨架，使J＞4A/mm2；也可适当增加NP的匝数