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* 所屬類別： (不超過20項(xiàng))	電源產(chǎn)品分類： UPS電源穩(wěn)壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發(fā)電機(jī)組開關(guān)電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應(yīng)用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫(yī)療電源家電電源便攜式電源充電機(jī)(器) 勵(lì)磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測(cè)試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測(cè) 變壓器傳感器軸流風(fēng)機(jī) 電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽(yáng)能(光伏發(fā)電) 風(fēng)能發(fā)電潮汐發(fā)電水利發(fā)電燃料電池其他類：其他
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* 內(nèi) 容：	<P>    今天講下變壓器的設(shè)計(jì)方法！變壓器的設(shè)計(jì)方法有多種，個(gè)人感覺適合自己的才是最好的，選擇一個(gè)自己最熟悉的，能夠理解的才是最好的！ </P> <P>    先介紹下一種設(shè)計(jì)方法： </P> <P>    1.先確定輸入電壓。 </P> <P>    一般是按照最低輸入直流電壓計(jì)算VINmin計(jì)算 </P> <P>    a.要是直流輸入按直流的最低輸入來計(jì)算； </P> <P>    b.要是輸入為交流電，一般對(duì)于單相交流整流用電容濾波，直流電壓不會(huì)超過交流輸入電壓有效值的1.4倍，也不低于1.2倍。 </P> <P>    例如，全范圍交流輸入85-265VAC的電源，一般按85VAC時(shí)計(jì)算，那VINmin=851.2=102V，一般會(huì)取整數(shù)按100VDC計(jì)算。 </P> <P>    2.確定導(dǎo)通時(shí)間ton。 </P> <P>    導(dǎo)通時(shí)間ton=TD，T為周期 T=1/f，D為最大占空比，一般在最低輸入電壓的時(shí)候，D會(huì)最大，保證輸出穩(wěn)定。注意大的占空比可以降低初級(jí)的電流有效值，和MOS的導(dǎo)通損耗，但是根據(jù)伏秒法則，初級(jí)占空比大了，次級(jí)的肯定會(huì)小，那么次級(jí)的峰值電流會(huì)變大，電流有效值變大，會(huì)導(dǎo)致輸出紋波變大！所以，一般單端反激拓?fù)涞恼伎毡冗x取不要超過0.5。而且一般的電流控制模式，占空比大于0.5要加斜率補(bǔ)償?shù)模瑢?duì)調(diào)試是個(gè)難度。還有一重要的是你的占空比決定你的匝比，匝比決定啥，嘿嘿，反射電壓VF，忘了再去上邊看下，再加上你漏感引起的尖峰，最終影響你MOS的耐壓。占空比越小匝比越小，反射電壓VF越低，MOS的電壓應(yīng)力小。反之MOS的電壓應(yīng)力大，所以占空比要考慮好了。要保證再最高電壓下你的VDS電壓在MOS的規(guī)定電壓以下，最好是降額使用，流出足夠的余量來！例如，電源的開關(guān)頻率為100K，最低輸入時(shí)的最大占空比為0.4，那T=1/100000=10μS，那么ton=0.410μS=4μS。 </P> <P>    3.確定磁芯的有效面積AE。 </P> <P>    AE一般會(huì)在磁芯的資料中給出。 </P> <P>    4.計(jì)算初級(jí)匝數(shù)NP。 </P> <P>    NP=VINminton/ΔBAE，式中VINmin為直流最低輸入電壓；ton為導(dǎo)通時(shí)間，AE為磁芯的有效面積，ΔB為磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量，這個(gè)值和磁芯材質(zhì)，及溫升等有關(guān)，一般考經(jīng)驗(yàn)來選取，在0.1-0.3之間，取得越大，余量越小，變壓器在極端情況下越容易飽和！個(gè)人一般取0.2。 </P> <P>    5.計(jì)算次級(jí)匝數(shù)NS。 </P> <P>    NS=（Vo+Vd）（1-D)NP/VINminD </P> <P>    式中Vo為輸出電壓 </P> <P>    Vd為二極管管壓降 </P> <P>    D為占空比 </P> <P>    NP為初級(jí)匝數(shù) </P> <P>    VINmin為最低輸入電壓 </P> <P>    6.確定次級(jí)整流二極管的應(yīng)力VDR。 </P> <P>    上邊算出變壓器的初級(jí)匝數(shù)NP和次級(jí)匝數(shù)NS后，就可以得出次級(jí)整流二極管的電壓應(yīng)力 </P> <P>    VDR=（VINmaxNS/NP)+VOUT </P> <P>    式中VINmax為最大輸入電壓，要保證在最高輸入電壓下你的二極管的電壓應(yīng)力不超標(biāo)。一般算出來的這個(gè)VDR還要考慮降額使用，所以二極管的耐壓要高于這個(gè)VDR值。 </P> <P>    一般還要在整流管上并一個(gè)RC吸收，從而降低二極管反向回復(fù)時(shí)間造成的電壓尖峰！尤其是CCM模式的時(shí)候！ </P> <P>    7.確定初級(jí)電感量LP。 </P> <P>    確定電感量之前我們先看下上邊的兩個(gè)電流圖 </P> <P align=center><IMG style="WIDTH: 444px; HEIGHT: 51px" height=75 src="/uploadfile/newspic/20160329150556584.jpg" width=638 border=0></P> <P>    對(duì)于上圖是兩種工作模式的初級(jí)電感電流波形，我加了兩個(gè)參數(shù)Ip1和Ip2；Ip1對(duì)應(yīng)最低輸入電流，Ip2對(duì)應(yīng)最高峰值電流，有上邊這兩個(gè)我們也就可以算出平均電流Iavg了，Iavg=（Ip1+Ip2）Dmax/2，式中Dmax為最大占空比，如果輸出功率為Pout，電源效率為η，那么 </P> <P>    Pout/η=VINminIavg=VINmin（Ip1+Ip2）Dmax/2，得出Ip1+Ip2=2Pout/VINminDmaxη </P> <P>    然后就可以計(jì)算Ip1和Ip2的值了，對(duì)于DCM來說，電流是降到零的，所以Ip1為零；對(duì)于CCM來說Ip1和Ip2都是未知數(shù)，又出來個(gè)經(jīng)驗(yàn)選擇了，一般取Ip2=（2-3）Ip1，不能取得太小，太小了會(huì)有一個(gè)低電流斜率，雖然這樣損耗小點(diǎn)，但容易使變壓器產(chǎn)生磁飽和，也容易使系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩！個(gè)人一般取Ip2=3Ip1。計(jì)算出Ip1和Ip2后，這時(shí)候可以計(jì)算初級(jí)的電感量了，在ton內(nèi)電流的變化量ΔI=Ip2-Ip1，根據(jù)（VINmin/LP）ton=/ΔI，得出LP=VINminton/ΔI，到此變壓器的初級(jí)電感量計(jì)算完畢，變壓器的參數(shù)也計(jì)算完畢！還有一種計(jì)算方法，就是按照上邊的確定初級(jí)電感量的方法先確定電感量，然后來選擇磁芯，選擇磁芯的方法有很多種，一般最常用的是AP法。 </P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/20160329150621112.jpg" border=0></P> <P>    公式中L為初級(jí)電感量也就是LP，Isp為初級(jí)峰值電流Ip也就是ΔI，I1L為滿載初級(jí)電流有效值，但我往往會(huì)把Isp和I1L看成是一個(gè)，都是初級(jí)的峰值電流，所以仁者見仁智者見智，大家可以到應(yīng)用時(shí)具體的來微調(diào)！Bmax為磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量也就是ΔB.這個(gè)取值和上邊一樣，取得太大，磁芯小但容易飽和，而取得太小磁芯的體積又很大，所以一般折中取值！而且和頻率關(guān)系也很大，要是頻率很高，建議取小點(diǎn)，因?yàn)轭l率高了損耗也大，變壓器大了有利于散熱。個(gè)人經(jīng)常取0.2！K1=JmaxKo10-4，其中Jmax為最大電流密度俺一般取450A/平方厘米。但趙老師書里取得是420A/平方厘米。Ko為窗口面積，有的也叫窗口利用率吧，一般取0.2-0.4，具體要看繞線的結(jié)構(gòu)了，比如加不加擋墻等因素，所以選取時(shí)要充分考慮，免得因取得變壓器太小，結(jié)構(gòu)要求苛刻而繞不下，導(dǎo)致項(xiàng)目失��！10-4是由米變厘米的系數(shù) </P> <P>    所以上式整理下可得AP=AwAe=（LPIP2104/450ΔBKo）4/3cm4，計(jì)算出了AP就可以找到合適的磁芯，然后找到Ae再根據(jù)式NP=LPIP/ΔBAe。式中LP就是上邊算得初級(jí)電感量。 </P> <P>    IP為初級(jí)峰值電流，ΔB為磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量，AE為磁芯的有效面積，后邊的次級(jí)匝數(shù)NS和次級(jí)整流二極管電壓應(yīng)力的確定就和上邊的步驟5和6一樣了！那這兩種初級(jí)匝數(shù)NP的確定方法到底哪個(gè)對(duì)呢，可以告訴大家都對(duì)。根據(jù)電磁磁感應(yīng)定律： </P> <P>    （VINmin/LP）ton=IP </P> <P>    所以VINminton=L*Ip，所以這兩個(gè)從本質(zhì)上式一樣的。個(gè)人覺得第一個(gè)適合有經(jīng)驗(yàn)的工程師，可以憑經(jīng)驗(yàn)來選擇變壓器，然后來計(jì)算變壓器參數(shù)而第二種適合初學(xué)者，先確定變壓器再算變壓器參數(shù)，免得因自己經(jīng)驗(yàn)不足而走了彎路！ </P> <P>    其實(shí)設(shè)計(jì)出來的參數(shù)僅供參考，由于變壓器的漏感，PCB的布局，走線等因素會(huì)在調(diào)試時(shí)做微調(diào)，最后做出一個(gè)最優(yōu)的、可靠的產(chǎn)品！<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>

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