反激式開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)(1)課件

反激式開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材AP法本設(shè)計(jì)為小功率非連續(xù)工作模式的反激開關(guān)電源變壓器的一種設(shè)計(jì)方法，在選用類似MAx5021芯片時(shí)，變壓器很容易獲得15W的輸出功率。

1.設(shè)計(jì)公式

1.1計(jì)算面積乘積值A(chǔ)p

1.1xPOUTxDMAXx103

Ap≥(mm4)(1)

ηxKPxKTxKUxJxBMAXxfSW

式中：AP-----磁芯面積乘積Ap=Aw.Ae(mm4)

POUT----變壓器輸出功率（W）

DMAX----最大導(dǎo)通占空比（通常為0.5)

η------變壓器預(yù)期的效率

KP------分配給初級(jí)繞組的面積（通常為0.5）

KT------初級(jí)RMS（等效串聯(lián)電阻）電流和平均電流之比，

非連續(xù)反激模式KT≈0.55～0.65

KU------窗口填充系數(shù)(一般取0.4)

J

-------電流密度(一般取3≈10A/mm2

）

BMAX-----最大工作磁通密度(反激式一般取0.12T～

0.15T)

fSW------開關(guān)工作頻度（KHz)

1.2計(jì)算次級(jí)電感Ls

(VO+VD)x(DOFF(MAX))2x10-3

Ls≥(H)(2)

2xIOUTxfSW

式中：VO-----次級(jí)輸出電壓(V)

VD-----次級(jí)整流二極管正向壓降（V）

DOFF(MAX)–最大截止占空比

IOUT

----次級(jí)輸出電流（A）

1.3計(jì)算初級(jí)電感LP

V2IN（MIN）xD2MAXxηx10-3

LP≥(H)(3)

2xPOUTxfSW

式中：VIN（MIN）--初級(jí)輸入最低電壓(V)

1.7計(jì)算初級(jí)繞組RMS電流IPRMS

POUTDMAX

IPRMS=x(A)(7)

0.5xDMAXxηxVIN(MIN)3

1.8計(jì)算次級(jí)繞組RMS電流ISRMS

IOUTDMAX

ISRMS=x(A)(8)

0.5xDMAX

3

2.設(shè)計(jì)例2.1設(shè)計(jì)條件

VIN=36V-72VJ=9.8A/mm2

VOUT=5.1VVBIAS=11.7V

IOUT=1.1AVD=0.7V

fsw=262KHzη=0.8

BMAX=0.12T

2.2設(shè)計(jì)步驟

第一步：面積乘積Ap

1.1xPOUTxDMAXx1031.1x(5.1x1.1)x0.5x103

Ap≥=

ηxKPxKTxKUxJxBMAXxfSW0.8x0.5x0.4x0.55x9.8x0.12x262

=113mm4

選取TDK-PC44-EPC13-Z其中

Aw=14.5mm2

Ae=12.5mm2

第二步：次級(jí)電感Ls

(VoxVD)x(DOFF(MAX))2

x10-3(5.1+0.7)x0.52

x10-3

Ls≥=

2IOUTxfSW2x1.1x262

=0.0000025(H)=2.5(uH)

其中

DOFF(MAX)=1-DMAX=1-0.5=0.5

VD取0.7V

第三步:初級(jí)電感Lp

VIN(MIN)xD2MAXxηx10-3362x0.52

x0.8x10-3

Lp≥=

2xPOUTxfSW2x(5.1x1.1)x262

=0.000088(H)=88(uH)第七步：初級(jí)RMS電流IPRMS

POUTDMAX5.1x1.10.5

IPRMS===.

0.5xDMAXxηxVIN(MIN)30.5x0.5x0.8x363

=0.318(A)

第八步:次級(jí)RMS電流ISRMS

IOUTDMAX1.10.5

ISRMS=.=.=1.796=1.8(A)

0.5xDMAX30.5x0.53

第九步：計(jì)算趨膚深度S和選取繞組線徑

66.1

66.1

S===0.129=0.13(mm)

f262x103

初級(jí)線徑

IPRMS0.318

DN=1.13.=1.13.=0.20

J9.8

選用QA-1,∮0.2漆包線

次級(jí)線徑

ISRMS1.8

DS=1.13.=1.13.