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開關(guān)電源功率變壓器的設計方法

作者: 時間:2011-12-08 來源:網(wǎng)絡 收藏

Pt的大小取決于輸出及輸出側(cè)整流電路形式:

全橋電路,橋式整流:Pt=(1+1/n)Po  半橋電路,雙半波整流:Pt=(1/n+)Po 推挽電路,雙半波整流:Pt=(/n+)Po式中:Po=UoIo,直流輸出。Pt可在(2~2.8)Po范圍內(nèi)變化,Po及Pt均以瓦(W)為單位。n=N1/N2, 變壓匝數(shù)比。

2)確定磁通密度Bm

Bm與磁心的材料、結(jié)構(gòu)形式及工作頻率等因素有關(guān),又要考慮溫升及磁心不飽和等要求。對于鐵氧體磁心多采用0.3T(特斯拉)左右。

3)計算磁心面積乘積Sp

Sp等于磁心截面積Sc(cm2)及窗口截面積So(cm2)的乘積,即

Sp=ScSo=[(Pt×104)/4BmfKwKj]1.16(cm4)

式中:Kw——窗口占空系數(shù),與導線粗細、繞制工藝及漏感和分布電容的要求等有關(guān)。一般低壓電源取Kw=0.2~0.4。

Kj——電流密度系數(shù),與鐵心形式、溫升要求等有關(guān)。對于常用的E型磁心,當溫升要求為25℃時,Kj=366;要求50℃時,Kj=534。環(huán)型磁心,當溫升要求為25℃時,Kj=250;要求50℃時,Kj=365。

由Sp值選擇適用于或接近于Sp的磁性材料、結(jié)構(gòu)形式和磁心規(guī)格。

(2)計算繞組匝數(shù)

1)一次繞組匝數(shù):N1=(Up1ton×10-2)/2BmSc(匝)

式中:Up1——一次繞組輸入電壓幅值(V)

  ton——一次繞組輸入電壓脈沖寬度(μs)

2)二次繞組匝數(shù):N2=(Up2N1)/Up1(匝)

……

Ni=(UpiN1)/Up1(匝)

式中:Up2…Upi——二次繞組輸出電壓幅值(V)

(3)選擇繞組導線

導線截面積Smi=Ii/j(mm2)

式中:Ii——各繞組電流有效值(A)

j——電流密度

j=KjSp-0.14×10-2(A/mm2)

(4)損耗計算

1)繞組銅損Pmi=Ii2Rai(W)

式中:Rai——各繞組交流電阻(Ω),

Ra=KrRd,Rd——導線直流電阻,Kr——趨表系

數(shù),Kr=(D/2)2/(D-△)·△,D——圓導線

直徑(mm),△——穿透深度(mm),圓銅導線△

=66.1/f0.5(f:電流頻率,Hz)

為多繞組時,總銅損為

Pm= Ii2Rai(W)

2)磁心損耗Pc=PcoGc

式中:Pco——在工作頻率及工作磁通密度情況下單

位質(zhì)量的磁心損耗(W/kg)

Gc——磁心質(zhì)量(kg)

3)變壓器總損耗Pz=Pm+Pc(W)

(5)溫升計算

變壓器由于損耗轉(zhuǎn)變成熱量,使變壓器溫度上升,其溫升數(shù)值與變壓器表面積ST有關(guān)

式中:Sp——磁心面積乘積(cm4)

  KS——表面積系數(shù),E型磁心KS=41.3,環(huán)型

磁心KS=50.9

5.2單極性變壓器的計算

前應確定下列基本條件:電路形式,工作頻率,變換器輸入最高和最低電壓,輸出電壓電流,開關(guān)管最大導通時間,對漏感及分布電容的要求,工作環(huán)境條件等。



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