变压器与开关电源设计.ppt

开关电源电路图 2010 5 12R D 变压器与开关电源设计 开关变压器工作原理电路 例反激式转换器 1 反激式开关电源电路 第一页 2 开关变压器功能a 磁能转换 能量储存 b 绝缘c 电压转换3 工作流程a 根据PWM 脉宽调制法 控制 当晶体管 例功率MOSFET 打开时电流流过变压器初级绕组 这时变压器储存能量 在磁心GAP 与此同时 因为初级绕组和次级绕组极性不同 整流二极管断开时电流流过次级绕组 b 因为次级绕组极性是不同于初级绕组 当晶体管关闭 例功率MOSFET 时存储的能量将被释放 从磁心GAP 同时整流管也打开 所以 电流将流过开关电源变压器的次级绕组 2010 5 12R D 2010 5 12R D 开关变压器工作原理电路 例反激式转换器 c 反馈绕组提供PWM工作电压 控制 所以反馈绕组的圈数是依照PWM的工作电压来计算 例如 UC3842B PWM 工作电压是10 16Vdc 你必须是依照这个电压计算反馈圈数 否则UC3842B PWM 将不能正常工作 一般 UC3842B PWM 损坏时 反馈电压是超过30Vdc 4 主要参数对整个路的影响a 电感 如果初级电感太低 变压器将储存的能量少 使输出电压不连续 如果次级电感也低 变压器的能量将不能完全释放 所以 输出电压将是非常低 这时PWM将不能正常工作 此时反馈绕组的电感也是过低或过高 2010 5 12R D 开关变压器工作原理电路 例反激式转换器 b 漏电感 如果漏电感太高 它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组 它是非常的危险 因为高的尖峰电压可以损坏晶体管 另一方面 漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试 它对整个电流将产生更多的噪音 所以开关变压器要求低漏电感 c 绝缘强度 因为初级地是不同次级地 它有一个高电压在初级与次级之间 所以 它有很好的绝缘 2010 5 12R D 反激式开关电源变压器计算举例 一 基本设计条件1 输入85 264Vac 输出5Vdc2A2 最大工作比40 晶体管关闭和打开的时间比率 3 工作频率75kHz4 温度等级 classB二 基本的设计步骤1 变压器尺寸Ae Ap PB 102 2f B j KAe 有效截面积Ap 磁芯绕线面积PB 输出功率f 工作频率B 有效饱和磁通j 电流密度 变压器效率K 骨架绕线系数Ae Ap 2 5 0 0 7 102 2 75 103 0 17 2 5 0 8 0 2Ae Ap 0 112 cm4 2010 5 12R D 根据磁芯数据 我们可以选择EE2219磁芯 东磁 它的Ae Ap值是0 408 0 397 0 162 cm4 2 初级临界电感LMIN UP2 2 T 10 6 2P0 H LMIN 初级临界电感UP 初级最大电压 工作比T 周期P0 变压器输入功率LMIN 115 115 0 4 0 4 13 33 10 6 2 5 0 7 2 1 2LMIN 1 0 mH 备注 根据经验 计算实际输出功率等于1 2倍输出功率 反激式开关电源变压器计算举例 2010 5 12R D 3 初级峰值电流IP 2P0 UPMIN MAXIP 初级峰值电流UPMIN 初级最大电压IP 2 2 5 0 0 7 1 2 115 0 4IP 0 595 A 4 初级绕组圈数NP LP IP 104 Ae BNP 初级绕组圈数NP 1 0 10 3 0 595 104 0 395 0 17NP 88 Ts 5 次级绕组圈数NS NP US 1 MAX UPMIN MAXNS 次级绕组圈数US 次级最大电压NS 88 5 0 0 7 1 0 4 115 0 4 反激式开关电源变压器计算举例 2010 5 12R D NS 7 Ts 反馈绕组圈数Nf 15 Ts 6 线径d 1 13 I j 1 2d 线径Ieff 有效工作电流Ieff Ip 3 1 2 0 595 0 4 3 1 2 0 217 A dp 1 13 0 233 j 4 dp 0 26 mm 反馈绕组线径df 0 21 mm 次级使用绞线 d 1 13 I j 1 2 1 13 2 4 1 2 0 8 mm din d n1 2din 2UEW线径n 绞线股数ds 0 55 2 mm 反激