反激式高頻變壓器的分析與設(shè)計(jì)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
2．3 原邊繞組與副邊繞組匝數(shù)
原邊匝數(shù)可根據(jù)式(8)確定，即：
式中：Np為原邊繞組；Us為原邊直流電壓；ton為導(dǎo)通時(shí)間；Dmax為工作電路中的最大占空比；△Bac為交變工作磁密，△B為交變工作磁密擺幅；fs為工作頻率。
副邊匝數(shù)則根據(jù)不同電路結(jié)構(gòu)的輸入輸出電壓關(guān)系計(jì)算：
式中：Ns為副邊繞組；Uo為輸出電壓(單位：V)；Ko為電路結(jié)構(gòu)系數(shù)，在不同的電路結(jié)構(gòu)下有不同的表達(dá)式，在反激式電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，因此電路結(jié)構(gòu)系數(shù)Ko可由式(10)表示：
2．4 原邊繞組與副邊繞組導(dǎo)線尺寸選擇
首先計(jì)算原邊電流平均值Iavgl和副邊輸出電流值Io，并由式(3)確定電流密度J，再由：
及：
計(jì)算原副邊繞組導(dǎo)線尺寸(式中，Axp為原邊繞組導(dǎo)線截面積，Axs為副邊導(dǎo)線繞組截面積)，考慮到趨膚效應(yīng)，必要時(shí)需選擇多根導(dǎo)線并繞。
2．5 磁芯氣隙尺寸
每一工作周期能量乘上工作頻率f和變壓器效率η為輸出功率Po，如式(13)：
式中：Iave為原邊平均電流；Lp為原邊電感。
當(dāng)變壓器工作在電流不連續(xù)工作模式，在ton時(shí)間內(nèi)電流為0～I(xiàn)p，可得式(14)：
式中：Lp為原邊繞組電感；Us為原邊直流電壓；Dmax為最大占空比。
式中：η為變壓器效率；Dmax為最大占空比；Ts為脈沖周期(單位：s)；Usmin為輸入端最小直流電壓(單位：V)；Pomax為最大輸出視在功率(單位：VA)。
假定所有的磁阻都在氣隙中，則式(17)可計(jì)算保守的氣隙尺寸：
式中：lg為氣隙長度(單位：mm)；μo=4π×10-7；Np為原邊匝數(shù)；Lp為原邊電感(單位：mH)，Ae為磁芯面積(單位：mm2)。
2．6 檢驗(yàn)磁芯磁通密度和飽和裕度
為了在磁芯的最大工作值和飽和值之間有足夠的余量，需要檢驗(yàn)磁芯可能出現(xiàn)的磁通密度峰值。
(1)計(jì)算交變磁通密度△Bac，見式(18)：
式中：△Bac為交變工作磁密(單位：mT)；Us為輸入端直流電壓(單位：V)；ton為導(dǎo)通時(shí)間(單位：μs)；Np為原邊匝數(shù)，Ae為磁芯截面積(單位：mm2)。
(2)計(jì)算直流磁通密度分量Bdc，見式(19)
假定磁芯的所有磁阻都集中在氣隙，將得到較高的直流磁通密度保守結(jié)果，此近似值可由式(19)得：
式中：Bdc為直流作用的磁感應(yīng)強(qiáng)度(單位：T)，μo=4π×10-7，Np為原邊匝數(shù)；Idc為有效直流電流(單位：A)；lg為氣隙長度(單位：mm)。
(3)計(jì)算Bmax=△Bac／2+Bdc，并將其與選擇磁
芯材料的飽和磁通密度相比較進(jìn)行校驗(yàn)。
評(píng)論