1、前工程師講解：開關電源設計變壓器流程2015-02-26 09:13 來源：電源網(wǎng) 作者：鈴鐺本系列文章從理論基礎開始，由經(jīng)驗豐富的前工程師為大家講解關于開關電源的設計，并對其中難點進行講解，這個系列當中幾乎包含了所有的常見拓撲電路，并且為采用自學方式的工程師量身打造，希望能夠幫助大家走出迷茫，盡快邁上正軌。計算初級電感量K值就是上面說的電流連續(xù)比上面計算書定義的Ip2是電流上升前沿Ip1是電流上升后沿。所以當K=0的時候變壓器是工作在臨界模式以下的為防止計算出錯一般習慣取0.001.斷續(xù)模式Ip就是I；得到了I由-E*T=L*I得：Lp=(Vinmin*Tonmax)/I

2、這時候就得到了變壓器初級所需要的電感量。選擇合適的磁芯計算匝數(shù)關于磁芯的選擇網(wǎng)上有關于Ap法的很多計算公式。其實在做項目的時候根本沒用過一次Ap法。對于公司已有的相同功率等級的型號，可以直接參照別的型號的磁芯作為初始設計出發(fā)點。要是線繞不下，就抬高工作頻率，骨架太空了，就選小一號的，一般經(jīng)過幾次迭代或者實驗就出來了。對于完全全新的型號，是根據(jù)經(jīng)驗估算一個初始點，然后經(jīng)過反復迭代得出結(jié)果的。其實對于一般的功率等級，向反激式這種拓撲，多大功率用多大磁芯，經(jīng)驗豐富一點的工程師都知道，可以向他們請教。選定了磁芯后，根據(jù)規(guī)格書得到對應的Ae值，然后就可以進行匝數(shù)計算。由E*T=Lp*I=Np*Ae*B對

3、于斷續(xù)模式B=Bmax,對于連續(xù)模式B=Bmax*(1-K)因為連續(xù)模式電流有一部分直流分量，對應Bmax也有一部分直流勵磁。這個一定注意，連續(xù)模式要是直接用Bmax來計算匝數(shù)匝數(shù)就會算少所以很容易就會飽和了。有關Bmax的取值，對于常見的PC40/PC44材料，保證在最惡劣工作狀態(tài)下，不要超過0.38。計算的時候，一般選取0.28-0.32之間，假如在極限條件下抓到飽和波形，可以抬高一點頻率。上面公式是計算斷續(xù)模式匝數(shù)的。B=Bmax，對于連續(xù)模式，上面式子一定要修改為：B=Bmax*(1-K)要不然計算出的匝數(shù)偏小，動態(tài)情況下很容易就飽和了。計算氣隙長度。公式推導比較簡單的，具體的可以自行

4、百度。安培環(huán)路定則還有做電源的倆最基本的公式消元法就OK了。上面做了近似，近似所有的磁場能量都儲存在氣隙里面，因為磁芯的磁導率很高，氣隙的磁場強度是磁芯的幾時到幾百倍，所以，近似磁芯為磁路短路，磁回路長度近似為氣隙長度。計算次級匝數(shù)注意合理匝數(shù)取整。這個結(jié)合自己項目實際情況，取整后，變比會有所變化，Dmax也會有所變化，所以需要用取整后的參數(shù)進行核算Bmax。對取整以后的變壓器參數(shù)進行反向核算因為對變壓器進行了匝數(shù)取整變比也就成了一個確定值。Vinmin已知，變比n已知。上面的公式我不推導了還是利用伏秒積平衡原理。變壓器初級電流我們在確定初級電感量的時候，是使用平均值反推出峰值，但是，由于變壓

5、器繞組主要損耗是線電阻損耗，電流在電阻負載上的功耗計算，需要有效值電流。反激式工作電流波有兩種狀態(tài)，斷續(xù)模式與連續(xù)模式。兩種波形有各自的有效值電流計算公式我只是很久以前推到過趙修科老師書上有自己可以去參考一下上圖是斷續(xù)模式的計算公式計算次級電流有效值反激式初級次級工作電流是對應的，初級連續(xù)，次級也是連續(xù)，初級斷續(xù)，次級也是斷續(xù)的，因為初次級共用的是同一個磁芯。上面是次級電流有效值的計算，斷續(xù)模式的，并且加入了次級電流連續(xù)或者斷續(xù)的判斷，(判斷這一步其實沒有必要，因為變壓器初級連續(xù)，次級也連續(xù)，初級斷續(xù)，次級也斷續(xù)。)計算線徑電流密度呢，一般都選取6A/mm2。一定要注意趨膚效應，最小占空比越小，頻率越高，趨膚效應越嚴重。特別是前級帶有PFC的反激式電源。因為考慮到成本，盡量使用600V的Mos管，所以占空比非常小，也就0.15左右，這時候，變壓器初級一定要使用多股線，用單根線的話，需要取更小的電流密度。對于一定的電流，需要的導線截面積是一定的，在實際選取線徑的時候，要結(jié)合實際所選的骨架幾何尺寸，做合適的組合，盡量不要散繞，對于某一層繞組，單根線太散的話，可以選取兩根或者幾根細線進行