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设计实例:电源高频变压器设计步骤详解

发布时间:2013-09-30 责任编辑:eliane

【导读】在电源设计过程中,高频变压器的设计是一大难点。本文将通过一款反馈式电流不连续电源高频变压器的设计,为大家详细讲解电源高频变压器的设计步骤。当然,设计高频变压器的方法并不只有这一种,希望这一设计方法能对大家有所帮助。

设计目标:电源输入交流电压在180V~260V之间,频率为50Hz,输出电压为直流5V、14A,功率为70W,电源工作频率为30KHz。

设计步骤:

计算高频变压器初级峰值电流Ipp

由于是电流不连续性电源,当功率管导通时,电流会达到峰值,此值等于功率管的峰值电流。由电感的电流和电压关系V=L*di/dt可知:
设计实例:电源高频变压器设计步骤详解

求最小工作周期系数Dmin

在反馈式电流不连续电源中,工作周期系数的大小由输入电压决定。
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因此,当电源的输入直流电压在216V~400V之间时,工作周期系数D介于0.31~0.45之间。

计算高频变压器的初级电感值Lp

设计实例:电源高频变压器设计步骤详解
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计算绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸

如果我们只绕初级于线架上,则:
设计实例:电源高频变压器设计步骤详解

在反馈式变压器中,如果初级占30%的绕组面积,则其余的70%为次级和绝缘空间,因此,Aw*Ae须再乘以3倍,为了安全起见,我们将其提高为4倍。因此,
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由TDK目录中可查得EE42*42*15的铁心和线架Aw*Ae=1.83cm2*1.83cm2=3.33cm4,因此,我们选用此铁心。

计算空气间隙长度Lg

在反馈式电源变压器中,磁通只在第一象限中变化,电流磁通量不会出现负值。为防止变压器饱和,可以采用大体积铁心或在磁通路径上使用空气间隙,为减少电源体积,我们采用间隙法,使磁滞回路变的平坦,在相同的直流偏压下可降低工作的磁通密度。

在磁通路径上,空气间隙会产生较大的磁阻,因此,变压器所存储的大部分能量是在空气间隙中,空气间隙体积为Vg,长度为Lg。由:
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计算变压器初级线圈Np

设计实例:电源高频变压器设计步骤详解

计算变压器次级线圈Ns

在输入电压最小、工作周期最大时,计算变压器次级线圈Ns。

设计实例:电源高频变压器设计步骤详解

当然,设计高频变压器的方法并不只有这一种,希望这一设计方法能对大家有所帮助。

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