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常用电源设计10个公式解析:
1. mosfet开关管工作的特大占空比dmax:
式中:vor为副边折射到原边的反射电压,当输入为ac 220v时反射电压为135v;vmindc为整流后的较低直流电压; vds为mosfet功率管导通时d与s极间电压,一般取10v。
2.变压器原边绕组电流峰值ipk为:
式中:η为变压器的转换效率;po为输出额定功率,单位为w。
3.变压器原边电感量lp为:
式中:ts为开关管的周期(s);lp单位为h。
4.变压器的气隙lg为:
式中:ae为磁芯的有用截面积(cm2);△b为磁芯工作磁感应强度变化值(t);lp单位取h,ipk单位取a,lg单位为mm。
5.变压器磁芯
反激式变换器功率通常较小,一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯,其功率容量ap为
式中:aq为磁芯窗口面积,单位为cm2;ae为磁芯的有用截面积,单位为cm2;po是变压器的标称输出功率,单位为w;fs为开关管的 开关频率;bm为磁芯特大磁感应强度,单位为t;δ为线圈导线的电流密度,通常取200~300a/cm2,η是变压器的转换效率;km为窗口填充系数, 一般为0.2~0.4;kc为磁芯的填充系数,对于铁氧体为1.0。
根据求得的ap值选择余量稍大的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有用使用系数较高,同时可以减少漏感。
6.变压器原边匝数np
式中:△b为磁芯工作磁感应强度变化值(t),ae单位为cm2,ts单位为s。
7.变压器副边匝数ns
式中:vd为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。
8.功率开关管的选择
开关管的较小电压应力uds
一般选择ds间击穿电压应比式(9)计算值稍大的mosfet功率管。
9.绕组铜耗pcu
原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值r的公式求出,当求原边绕组铜耗时,电流用原边峰值电流ipk来计算;求副边绕组铜耗时,电流用输出电流io来计算。
10.磁芯损耗
磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器,磁芯损耗pc:
式中:pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(w/kg); gc为磁芯质量(kg)。
对于单极性开关变压器,由于磁芯工作于磁滞回线的半区,所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。
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