已知条件:
工作电压:90~265VAC VinDC(min)=90*1.4-20=106V(dc),
VinDC(max)=264*1.4=370V(dc),
工作频率:Fs=65KHz
输出电压电流:Vo=+3.3Vdc, Io= 6A
输出功率:Po=Vo*Io=3.3*6=19.8W,
效率:η= 75%(满载)
视在功率: Pt=Pin+Po=Po/η+Po=19.8/0.75+19.8=46.2W
最大占空比Dmax: Dmax=0.45
设计过程(Ipave:表示原边平均电流):
1﹑当工作在电流连续方式(CCM)时
由:VinDCmin*Dmax=Vf*(1-Dmax),则有:Vf= VinDCmin*Dmax/(1-Dmax)=106 *0.45/(1-0.45)=86.7V,Vds=VinDCmax+Vf+150=370+86.7+150= 606.7V
匝数比: n=Np/Ns=Vf/Vs=Vf/(VO+VD)=86.7/(3.3+0.6)=22.23
可取n=22, or n=23
1)、计算初级电流峰值Ip2:
1/2*(Ip1+Ip2)*Dmax*VinDCmin=Pout/η,取Ip2=3*Ip1
得: Ip1= Pout/(2*η* Dmax*VinDCmin)=19.8/(2*0.75*0.45*106)=0.277A
所以峰值电流Ip2:Ip2=3* Ip1=3*0.277=0.831A,Ipave=Ip2-Ip1=3* Ip1-Ip1=2*Ip1=2*0.277=0.554A
2)、初级电感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/(Fs*Ipave)=0.45*106/(65*103*0.554)=1325uH
取Lp=1300uH
3)、选磁芯:由Aw*Ae法求出所要铁芯:
Ap=Aw*Ae=[1.45*Po*104/(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)]*1.14= [1.45*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]*1.14=0.291cm4
选择EI25,Ap=0.3165cm4,Ae=0.41cm2,Aw=0.7719cm2.
Ap=Aw*Ae=Pt*106/(2*Fs*Bw*J*Ko*Kc)= 46.2*106 / 2*65*103*2200*3*0.2*1=0.269cm4,电流密度J=2~4A/mm2,窗口填充系数Km=0.2~0.4,Bw单位为G,对铁氧体Kc=1.0
选择EI28,Ap=0.6005cm4,Ae=0.86cm2,Aw=0.6983cm2.
4)、求初级匝数Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=1300*10-6 *0.831*104/0.22*0.86= 57 T
取46 T
5)、求次级匝数Np:
输出为:Vo=+3.3V:Ns=Np/N=46/23=2T
取 2T
6)、求辅助匝数Np:
反馈:Vc=12.5+1=13.5V: Vc/Nc=Vs/Ns,Nc=Vc*Ns/Vs=13.5*2/(3.3+0.6)=6.9T
取7 T
Lg1=0.4*3.14*Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*46*46*0.86*10-8/1300*10-6=0.0176 cm
7)、返推占空比D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/Toff=(Ns/Np)*Dmax/(1-Dmax),
Dmax=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmin*Ns)=[(3.3+0.6)*46]/ [(3.3+0.6)*46+106*2]=179.4/(179.4+212)=0.458
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmax*Ns)=[(3.3+0.6)*46]/ [(3.3+0.6)*46+370*2]=179.4/(179.4+740)=0.195
2﹑当工作在电流断续方式(DCM)时, Ip1=0
1)、计算初级电流峰值Ip2:
1/2*(Ip1+Ip2)*Dmax*VinDCmin=Pout/η
1/2*Ip2*Dmax*VinDCmin=Pout/η
Ip2=2* Pout/ η*Dmax*VinDCmin
Ip2=2*19.8/0.75*0.45*106=1.107A
Ipave = Ip2=1.107A
2)、初级电感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/(fs*Ipave)=0.45*106/(65*103*1.107)=662.9uH
取Lp=660 uH
3)、选磁芯:由Aw*Ae法求出所要铁芯:
Ap=Aw*Ae=[1.6*Po*10E4(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)]1.14= [1.6*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]1.14=0.3258 cm4
选择EI28,Ap=0.6005cm4,Ae=0.86cm2,Aw=0.6983 cm2.
3)、求初级匝数Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=660*10-6 *1.107*104/0.22*0.86=38.6 T
取39 T
4)、求次级匝数Np:
输出为:Vo=+3.3V:Ns=Np/N=39/23=1.7 T
取 2 T
5)、求辅助匝数Np:
反馈:Vc=+13.5v:Vc/Nc=Vs/Ns
Nc=Vc*Ns/Vs=13.5*2/3.9=6.9 T
取7 T
Lg1=0.4*3.14*Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*39*39*10-8/660*10-6=0.029 cm
6)、返推算占空比D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/Toff=(Ns/Np)*Dmax/(1-Dmax)
Dmax=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmin*Ns)=[(3.3+0.6)*39]/ [(3.3+0.6)*39+106*2]=152.1/(152.1+212)=0.42
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmax*Ns)=[(3.3+0.6)*41]/ [(3.3+0.6)*41+370*2]=152.1/(152.1+740)= 0.17