高频变压器计算步骤教学内容.doc

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1、精品好文档，推荐学习交流高频变压器计算(CCM模式) 反激式DC/DC变换电路 电路基本参数: Vo1=15V  Io1=0.4A Vo2=-10V  Io2=0.4A Vs=15V(范围10V~20V) Po=10W 设定参数: 1.电路工作频率(根据UC3843的特性,初步确定为50KHz),电路效率为G=75% 2.反激式变换器的工作模式CCM 3.占空比确定(Dmax=0.4) 4.磁芯选型(EE型) 设计步骤 (1)选择磁芯大小 Pin=Po/G=10/0.75=13.3W(查表),选择EE19磁芯 (2)计算导通时间 Dmax=0.4,工作频率fs=50KHz t

2、on=8us (3)选择工作时的磁通密度 根据所选择的磁芯EE19(PC40材料)Ae=22mm2,Bmax=0.22T (4)计算原边匝数 Np=(Vs*ton)/(Bmax*Ae)=(10*8)/(0.22*22)=16.52,取整16 (5)计算副边绕组 以输出电压为15V为例进行计算,设整流二极管及绕组的压降为1V 15+1=16V 原边绕组每匝伏数=Vs/Np=10/16=0.625V/匝 副边绕组匝数Ns1=16/0.625=25.6,取整26 (6)计算选定匝数下的占空比;辅助输出绕组匝数 新的每匝的反激电压为:16/26=0.615V ton=(Ts*0.61

3、5)/(0.625+0.615)=9.92us 占空比D=9.92/20=0.496 对于10V直流输出,考虑绕组及二极管压降1V后为11V Ns2=11/0.615=17.88,取整17 (7)初级电感,气隙的计算 在周期Ts内的平均输入电流Is=Pin/Vs=13.3/10=1.33A 导通时间内相应的平均值为Iave=(Is*Ts)/ton=1.33*20/9.92=2.68A 开关管导通前的电流值Ip1=Iave/2=2.68/2=1.34A 开关管关闭前的电流值Ip2=3Ip1=1.34*3=4.02A 初级电感量Lp=Vs*&t/&i=10*9.92/2.68=3

4、7.01uH 气隙长度Lg=(u0*Np^2*Ae)/Lp=0.19mm仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢5精品好文档，推荐学习交流 (8)检测磁芯磁通密度和饱和区间 计算磁心饱和边界.计算交流磁通产生的磁感应强度变化幅值: △Bac=(Vs*ton)/(Ae*Np)=(10*9.92)/(16*22)=0.282T 使用磁感应强度与直流电有关的关系式计算直流成分Bdc 假设磁芯所有的磁阻都集中在气隙中,显然作为一个比较保守的结果,可求得一个较高的直流磁感应强度.此近似值允许使用一个简单的公式 Bdc=u*H=u0*Np*Ip1/(Lg*0.001)=0.142T 交

5、流和直流磁感应强度之和得到磁感应强度最大值为 Bmax=△Bac/2+Bdc=0.141+0.142=0.283T<0.39T (9)选择导线 ●初级电流有效值为: Krp=0.667 Irms=Ip*sqr(Dmax*(Krp^2*1/3-Krp+1))=1.96A, 选取电流密度为4A/mm2 则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.792mm 选择AWG20导线 注:由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度.公式:d=66.1/(f)^1/2.如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线 考虑集肤效应

6、,d=66.1/(f)^1/2=66.1/50000^1/2=0.296mm,2*d=0.592mm<0.792mm 则初级导线需要采用多股线并绕 AWG20导线的截面积为Sc=0.606mm2,采用AWG23导线双股并绕截面积Sc=0.3135*2=0.627mm2>0.606mm2 ●15V次级输出电流峰值为: Isp1=(Ip*Np/Ns1)*(Po1/Po)=1.484A 有效值为Isrms1=Isp1*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.731A 则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.483mm 选择AWG25导线 ●-1

7、0V次级输出电流峰值为: Isp2=(Ip*Np/Ns2)*(Po2/Po)=1.513A 有效值为Isrms2=Isp2*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.745A 则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.487mm 选择AWG25导线 ◆◆◆磁芯及骨架分别采用TDK公司的PC40EE19-Z,BE19-118CPHFR◆◆◆仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢5精品好文档，推荐学习交流高频变压器计算(DCM模式) 电路基本参数: Vo1=15V