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反激電源變壓器計算公式,計算過程詳解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2025-03-10 

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反激電源變壓器計算公式,計算過程詳解-KIA MOS管


反激式開關電源計算公式

輸出功率(P_out):

Pout=Vout×IoutPout=Vout×Iout

其中,VoutVout是輸出電壓,IoutIout是輸出電流。


占空比(D):

D=VinVin+VoutD=Vin+VoutVin

其中,VinVin是輸入電壓。


變壓器原邊繞組匝數(N_p):

Np=Vin×DVr×(1-D)Np=Vr×(1-D)Vin×D

其中,VrVr是反射電壓,等于Vout×NsNpVout×NpNs,NsNs是副邊繞組匝數。


變壓器副邊繞組匝數(N_s):

Ns=Np×VoutVin×DNs=Vin×DNp×Vout


輸出電流額定值(I_o):

Io=PoutVoutIo=VoutPout


輸入電流額定值(I_i):

Ii=Poutη×VinIi=η×VinPout

其中,ηη是效率。


開關頻率(f_s):

fs=1Tfs=T1

其中,TT是開關周期。


磁芯體積(V_c):

Vc=EcBmax×HcVc=Bmax×HcEc

其中,EcEc是磁芯能量,BmaxBmax是最大磁通密度,HcHc是磁芯的矯頑力。


反激電源變壓器計算過程

1.確定電源輸入電壓范圍;輸出電壓電流,變壓器的效率;

輸入電壓范圍為85~264V;

主輸出為12V/1A,

次輸出為5V/0.1A,

變壓器效率為78%


2.確定工作頻率和最大占空比;

工作頻率f=200KHz,

假設最大占空比Dmax=0.5,

那么T=1/f=5us;

Ton=0.5*5=2.5us;

Toff=5-2.5=2.5us。


3.利用伏秒平衡原則計算出變壓器的匝比;

整流后最低輸入電壓Vin(min)

Vin(min)=85*1.414-20=100Vdc

根據伏秒平衡有:

Vin(min)*Dmax=(Vout+Vf)*(1-Dmax)*NP/Ns

得到:

Np/Ns=[Vin(min)*Dmax]/[(Vout+Vf)*(1-Dmax)]

=[100*0.5]/[(12+1)*0.5]=7.69


4.計算初級線圈峰值電流

假設輸出12V的輸出過流點為120%,

整流二極管的正向壓降為1V;

那么12V輸出功率:

Po1=13*1*1.2=15.6W

5V輸出功率Po2=6*0.1=0.6W

變壓器次級輸出總功率為:

15.6+0.6=16.2W。

Ip1=2*Po/[n(1+k)*Vin(min)*Dmax]

=2*16.2/[0.78*(1+0.4)*200*0.5]=0.297A

Ip2=0.4*0.297=0.119A


5.計算初級電感量

Lp=Vin(min)*Ton(max)/[ip1-ip2]

=100*5/[0.297-0.119]=2809uH

還可以用另一種公式:

Lp=(Vin(min)*Dmax)/(Ipk*fosc)

=100*0.5/0.297*60000=2.8mH


6.利用AP法選擇變壓器鐵芯

7.計算初級匝數和氣隙

變壓器選擇EE19,所以Ae=23,Bm=0.25;

Np=Lp*(ip1-ip2)/(Ae*Bm)

=2809*(0.297-0.119)/(23*0.25)=86.95

為了保險起見,取Np=88

根據Lp=Uo*Ur*Np*Np*Ae/lg,得到氣隙長度

lg=Uo*Ur*Ae*Np*Np/Lp

=12*3.14*10^-7*23*88*88/2809*10^-3

=0.239,

取lg=0.24


8.計算次級匝數

Ns(12V)=Np/n=88/7.69=11.44,取Ns(12V)=12

Ns(5V)=(5+1)*Ns(12V)/(12+1)=5.53,取Ns(5V)=6

所以初級實際匝比n=88/12=7.33


9.根據結果重新核算占空比最大值和最小值

當輸入電壓最小時;

由Vin(min)**Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*n

可以得到:

Dmax=(Vo+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+Vin(min)]

=13*7.33/[13*7.33+100]=0.487

當輸入電壓最大時,Vin(max)=264*1.414=373.3

Dmin=13*7.33/[13*7.33+373.3]=0.2


10.重新核算初級峰值電流,計算電流有效值

在輸入電壓最低和占空比最大時,假設ip2=ip1*k;電源的實際輸出功率Po=13*1+6*0.1=13.6W

根據公式:

ip1=1/2*[2*Po*T/[(n*Vin(min)*Ton(max)]+Vin(min))*Ton(max)/Lp);

=0.5*[2*13.6*10/(0.78*100*4.87)+(100*4.87/2809)]=0.445A

K=1-100*4.87/(0.445*2809)=0.61

Ip2=k*ip1=0.61*0.445=0.271A

反激電源變壓器計算


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