参数设计:输入24Vdc蓄电池(19-27V),输出电压30Vac(后级有线性稳压电路),输出额定电流4A(峰值需要10A)额定功率96W(峰值240W)。工作频率坑爹,120Hz(对!~没错。你没有少看一个K,确实是一百二十赫兹。坑爹啊。) 采用磁芯为EI96(- -||就是超级大的96*80的那个硅钢片)。常用的硅钢片B 是 8 000~13 000高斯,13000高斯以上的是优质硅钢片。我们使用国产硅钢片:B取9 000高斯;大致最大功率能做100W左右。风冷,电流密度取3.5A/mm²(来自百度) 具体参数尺寸如下(单位mm): Model A(总长) B(总高) a(舌宽) b(叠厚) d(脚宽) c(窗宽) h(窗高) EI-96 96 80 32 44 16 16 48设计变压器 确定匝比与最大导通时间 由式Vm=【(Vdc-1)(Nm/Np)-1】(2Ton/T)可知Vdc下降时,变换器会通过增加导通时间Ton来维持输出电压Vm恒定,当输入电压下降到最小值Vdc时,Ton最大。但是推挽拓补中,最大导通时间不能超过开关周期的一半。否则复位伏秒数将小于置位伏秒数(开关电源设计第三版2.2.5节),结果几个周期后,磁芯将饱和并损坏开关管(详见开关电源设计第三版 P37)。在上述公式中,若已经确定Vdc、T以及Ton=0.8T/2,则可确定匝比Nm/Np,已得到所需要的输出电压Vm。Nm/Np=(Vm/0.8 +1)/(Vdc-1)Nm/Np=(30/0.8 +1)/(19-1)=2.1388888Tonmax=0.8T/2=3.332mS初级匝数计算 根据法拉第定律
,这个公式应该在大部分拓补都是通用的。T =1/f=1/120=8.33mS=8.33*10^-3sVdc=19VAe≈Sj=a(舌宽)*b(叠厚)=32*44=1408mm²=14.08cm²B=18 000G(峰值磁通密度是9 000G,推挽工作在1 3象限,±Bmax=2*9 000=18 000G)上值带入法拉第定律得:Np=[(19V-1V)(0.8* 8.33*10^-3s /2)*10^8 ] / 14.08cm² * 18 000G=2.366477 T取整用3T,两个半初级绕组加起来就是6T,磁通密度比预设值稍微小一点。次级匝数计算 已知Nm/Np=2.1388888,Np=3 ,Nm=Np*Nm/Np= 6.566664,此时如果取整为7,则占空比可能会超出预设的0.8(不考虑Np往上取整对这里的影响)。故取Nm=6T。两个半绕组为12T考虑到次级输出我只用两个抽头+桥堆整流(需要承受2倍VF,但是桥堆可以贴在散热器上。二极管不知道如何做到更好的散热。)。而非常用的三个抽头。次级绕组是否只需要用6T?初级峰值、有效值电流以及线径计算 由上式(2.9)粗略计算(因为持续工作在4A,峰值可能会出现几秒钟的10A。所以峰值有按照10A计算,参考挑选MOS管最大电流。有效值按照工作4A时的电流计算。变压器热容量应该大些。扛得住的对吧= =||) Ipf =1.56(30Vac*10A/19Vdc)=24.63157 A (10A输出时) 选用40A最大电流mos管Irms= Ipf D^0.5= 15.57837 A(10A输出时)已确定电流密度选择3.5A/mm²,带入公式S=Irms / 3.5A/mm² =15.57837/3.5=4.4509 mm² 根据圆面积公式得直径R=2* (S/π)^0.5 =2*(4.4509/3.14)^0.5=7.4769 mm(= =||好粗) (满足10A输出时)由上式(2.11)计算Irms=0.986Po/Vdc=0.986*(30Vac*4A)/19Vdc=6,227 A (4A输出时)已确定电流密度选择3.5A/mm²,带入公式S=Irms / 3.5A/mm² =6.227/3.5=1.779 mm² 根据圆面积公式得直径R=2* (S/π)^0.5 =2*(1.779/3.14)^0.5=1.505 mm(= =||差别太大) (满足4A输出时)次级峰值、有效值电流以及线径计算次级有效值电流,简化计算Irms=Ide 0.4^0.5 =10*0.632=6.32 A(10A输出时)已确定电流密度选择3.5A/mm²,带入公式S=Irms / 3.5A/mm² =6.32/3.5=1.8057 mm² 根据圆面积公式得直径R=2* (S/π)^0.5 =2*(1.8057/3.14)^0.5=1.5166 mm(满足10A输出时)次级有效值电流,简化计算Irms=Ide 0.4^0.5 =4*0.632=2.528(4A输出时)已确定电流密度选择3.5A/mm²,带入公式S=Irms / 3.5A/mm² =2.528/3.5=0.7222 mm² 根据圆面积公式得直径R=2* (S/π)^0.5 =2*(0.7222/3.14)^0.5=0.959 mm(满足4A输出时)开关管的电压应力以及漏感尖峰
根据式(2.15) 开关管所能承受的最大电压应力为Vp=1.3(2*Vdcmax)=1.3*2*27=70.2 V此结果为书上表示的计算。本人认为还应该在结果上增加次级对初级的反射电压。1/(Nm/Np)*Vomax=1/2.1388888 * 30 =14.0297 V 70.2+14.0297=84.2259 V 选用200V耐压mos管。 40N20 TO-3P(是不是可以考虑10A输出的时候峰值已经最大16A,是否可以选用20N200?)输出端不加电感。电路板还在绘制。后续不定时跟新波形与参数。有很多不足的地方还希望各位不吝赐教。!~(图片不太会弄。所以上传上来不知道会不会影响查看)
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