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1、个人收集整理勿做商业用途反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤齐纳管吸收漏感能量的反激变换器:ﻫﻫﻫ0.设计前需要确定的参数ﻫA开关管Q的耐压值:VmqB输入电压范围:Vinmin ~ VinmaxC输出电压VoﻫD电源额定输出功率:Po(或负载电流Io)ﻫE电源效率:XﻫF 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:Voppﻫﻫ1.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+Vz<Vmq× 95%。2.一次侧等效输出电压VorﻫVo
2、r=Vz /1.4(见注释A)3.匝比n(Np/Ns)ﻫn=Vor/(Vo+Vd),其中Vd是输出二极管D的正向压降,一般取0.5~1V。ﻫﻫ4.最大占空比的理论值DmaxﻫDmax=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,Vin可以取希望
3、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。-----------------------------------------------------------------------------ﻫ5.负载电流IoﻫIo=Po/ Vo,如果有多个二次绕组,可以用单一输出等效。ﻫ6.一次侧有效负载电流IorﻫIor =Io / n ,由Ior ×Np=Io× Ns得来。ﻫ个人收集整理勿做商业用途7. 占空比DD=Iin/ (Iin+Ior),其中Iin=Pin / Vin,而Pin=P
4、o/ X。这里Vin取Vinmin。(见注释B)8.二次电流斜坡中心值IlﻫIl=Io/(1-D)9. 一次电流斜坡中心值IlrIlr = Il/nﻫﻫ10.峰值开关电流IpkIpk =(1+0.5 ×r)×Ilrﻫ11. 伏秒数EtﻫEt= Vinmin ×D / f,(Et =Von×Ton =Vinmin×D/f)ﻫﻫ12.一次电感LpLp =Et/(Ilr×r)ﻫﻫ13.磁芯选择ﻫ(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)ﻫ(2)最适合反激变压器的磁芯是“ECore
5、s”和“UCores”,“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。ﻫ(3)材质选锰锌铁氧体,PC40比较常用且经济。ﻫﻫ14.一次匝数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)ﻫ15. 二次匝数NsNs=Np/n,此值小数不可忽略时向上取整,如1.62T取2T,然后重新计算Np=N
6、s ×n。ﻫ16. 匝数调整后实际磁通密度变化范围验证ﻫBpk =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)ﻫdB=(2r/(r+ 2)) × Bpkﻫ17.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)ﻫﻫ18. 气隙长度lgﻫlg =le ×(z-1)/ u,其中u是磁芯材料的相对磁导率。(见注释G)ﻫ19. 绕组导线的集肤深度hﻫh=6
7、6.1×(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。ﻫ20. 绕组导线的线径dﻫd=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)。ﻫﻫ22. 一次绕组导