設計實例:電源高頻變壓器設計步驟詳解
發布時間:2013-09-30 責任編輯:eliane
【導讀】在電源設計過程中,高頻變壓器deshejishiyidanandian。benwenjiangtongguoyikuanfankuishidianliubulianxudianyuangaopinbianyaqidesheji,weidajiaxiangxijiangjiedianyuangaopinbianyaqideshejibuzhou。dangran,shejigaopinbianyaqidefangfabingbuzhiyouzheyizhong,xiwangzheyishejifangfanengduidajiayousuobangzhu。
設計目標:電源輸入交流電壓在180V~260V之間,頻率為50Hz,輸出電壓為直流5V、14A,功率為70W,電源工作頻率為30KHz。
設計步驟:
計算高頻變壓器初級峰值電流Ipp
由於是電流不連續性電源,當功率管導通時,電流會達到峰值,此值等於功率管的峰值電流。由電感的電流和電壓關係V=L*di/dt可知:

求最小工作周期係數Dmin
在反饋式電流不連續電源中,工作周期係數的大小由輸入電壓決定。

因此,當電源的輸入直流電壓在216V~400V之間時,工作周期係數D介於0.31~0.45之間。
計算高頻變壓器的初級電感值Lp
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計算繞組麵積Aw和鐵心有效麵積Ae的乘積Aw*Ae,選擇鐵心尺寸
如果我們隻繞初級於線架上,則:
在反饋式變壓器中,如果初級占30%的繞組麵積,則其餘的70%為次級和絕緣空間,因此,Aw*Ae須再乘以3倍,為了安全起見,我們將其提高為4倍。因此,

由TDK目錄中可查得EE42*42*15的鐵心和線架Aw*Ae=1.83cm2*1.83cm2=3.33cm4,因此,我們選用此鐵心。
計算空氣間隙長度Lg
在zai反fan饋kui式shi電dian源yuan變bian壓ya器qi中zhong,磁ci通tong隻zhi在zai第di一yi象xiang限xian中zhong變bian化hua,電dian流liu磁ci通tong量liang不bu會hui出chu現xian負fu值zhi。為wei防fang止zhi變bian壓ya器qi飽bao和he,可ke以yi采cai用yong大da體ti積ji鐵tie心xin或huo在zai磁ci通tong路lu徑jing上shang使shi用yong空kong氣qi間jian隙xi,為wei減jian少shao電dian源yuan體ti積ji,我wo們men采cai用yong間jian隙xi法fa,使shi磁ci滯zhi回hui路lu變bian的de平ping坦tan,在zai相xiang同tong的de直zhi流liu偏pian壓ya下xia可ke降jiang低di工gong作zuo的de磁ci通tong密mi度du。
在磁通路徑上,空氣間隙會產生較大的磁阻,因此,變壓器所存儲的大部分能量是在空氣間隙中,空氣間隙體積為Vg,長度為Lg。由:

計算變壓器初級線圈Np
計算變壓器次級線圈Ns
在輸入電壓最小、工作周期最大時,計算變壓器次級線圈Ns。

當然,設計高頻變壓器的方法並不隻有這一種,希望這一設計方法能對大家有所幫助。
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