第三步,開始設計變壓器準備工作.已知了開關頻率是100KHZ則開關周期就是10微秒了,占空比是0.47.那么TON就是4.7微秒了.記好這兩個數,對下面有用.
第四步,選定變壓器磁芯,這個就是憑經驗了,如果你不會選,就估一個,計算就行了,若是不行,可以再換一個大一點的或是小一點的,不過有的資料上有如何根據功率去選磁芯的公式或是區線圖,大家不妨也可以參考一下.我一般是憑經驗來的.
第五步,計算變壓器的原邊匝數,原邊使用的經徑.計算原邊匝數的時候,要選定一個磁芯的振幅B,即這個磁芯的磁感應強度的變化區間,因為加上方波電壓后,這個磁感應強度是變化的,正是因為變化,所以其才有了變壓的作用,NP=VS*TON/SJ*B,這幾個參數分別是原邊匝數,,最小輸入電壓,導通時間,磁芯的橫節面積和磁芯振幅,一般取B的值是0.1到0.2之間,取得越小,變壓器的鐵損就越小,但相應變壓器的體積會大些.這個公式來源于法拉弟電磁感應定律,這個定律是說,在一個鐵心中,當磁通變化的時候,其會產生一個感應電壓,這個感應電壓=磁通的變化量/時間T再乘以匝數比,把磁通變化量換成磁感應強度的變化量乘以其面積就可以推出上式來,簡單吧.我的這個NP=90*4.7微秒/32平方毫米*0.15,得到88匝0.15是我選取的了值.算了匝數,再確定線徑,一般來說電流越大,線越熱,所以需要的導線就越粗,,需要的線徑由有效值來確定,而不是平均值.上面已經算得了有效值,所以就來選線,我用0.25的線就可以了,用0.25的線,其面積是0.049平方毫米,電流是0.2安,所以其電流密度是4.08,可以,一般選定電流密度是4到10安第平方毫米.記住這一點,這很重要.若是電流很大,最好采用兩股或是兩股以上的線并繞,因為高頻電流有趨效應,這樣可以比較好.
第六步,確定次級繞組的參數,圈數和線徑.記得原邊感應電壓吧,這就是一個放電電壓,原邊就是以這個電壓放電給副邊的,看上邊的圖,因為副邊輸出電太為5V,加上肖特基管的壓降,就有5.6V,原邊以80V的電壓放電,副邊以5.6V的電壓放電,那么匝數是多少呢,當然其遵守變壓器那個匝數和電壓成正比的規律啦.所以副邊電壓=NS*(UO+UF)/VOR,其中UF為肖特基管壓降.如我這個副邊匝數等于88*5.6/80,得6.16,整取6匝.再算副邊的線徑,當然也就要算出副邊的有效值電流啦,副邊電流的波形會畫嗎,我畫給大家看一下吧
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畫的不太對稱,沒關系,只要知道這個意思,就可以了.有突起的時間是1-D,沒有突起的是D,剛好和原邊相反,但其KRP 的值和原邊相同的這下知道了這個波形的有效值是怎么算的了吧,哦,再提醒一句,這個峰值電流就是原邊峰值電流乘以其匝數比,要比原邊峰值電流大數倍哦.
第七步確定反饋繞組的參數,反饋是反激的電壓,其電壓是取自輸出級的,所以反饋電壓是穩定的,TOP 的電源電壓是5.7到9V,繞上7匝,那么其電壓大概是6V多,這就可以了,記得,反饋電壓是反激的,其匝數比要和幅邊對應,懂什么意思嗎,至于線,因為流過其的電流很小,所以就用繞原邊的線繞就可以了,無嚴格的要求.
第八步,確定電感量.記得原邊的電流上升公式嗎I=VS*TON/L.因為你已經從上面畫出了原邊電流的波形,這個I就是:峰值電流*KRP,所以L=VS.TON/峰值電流*KRP,知道了嗎,從此就確定了原邊電感的值.
第九步,驗證設計,即驗證一下最大磁感應強度是不是超過了磁芯的允許值,有BMAX=L*IP/SJ*NP.這個五個參數分別表示磁通最大值,原邊電感量,峰值電流,原邊匝數,這個公式是從電感量L的概念公式推過來的,因為L=磁鏈/流過電感線圈的電流,磁鏈等于磁通乘以其匝數,而磁通就是磁感應強度乘以其截面積,分別代入到上面,即當原邊線圈流過峰值電流時,此時磁芯達到最大磁感應強度,這個磁感應強度就用以上公式計算.BMAX的值一般一要超過0.3T ,若是好的磁芯,可以大一些,若是超過了這個值,就可以增加原邊匝數,或是換大的磁芯來調.
總結一下:
設計高頻變壓器,有幾個參數要自己設定,這幾個參數就決定了開關電源的工作方式,第一是要設定最大占空比D,這個占空比是由你自己設定的感應電壓VOR來確定的,再就是設定原邊電流的波形,確定KRP的值,設計變壓器時,還要設定其磁芯振幅B,這又是一個設定,所有這些設定,就讓這個開關電源工作在你設定的方式之下了.要不斷的調整,工作在一個對你來說最好的狀態之下,這就是高頻變壓器的設計任務.總結一下公式D=VOR/(VOR+VS ) (1)
IAVE=P/效率*VS (2)
IP=IAVE/(1-0.5KRP)*D (3)
I有效值=電流峰值*根號下的D*(KRP的平方/3-KRP+1) (4)
NP=VS*TON/SJ*B (5)
NS=NP*(VO+VF)/VOR (6)
L=VS.TON/IP.KRP (7)
BMAX=L*IP/SJ.NP (8)
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