反激式变压器计算

最近很多电子爱好者留言想要反激变压器的具体计算过程,所以我按照之前的步骤将实例带入到每个步骤中进行详细的计算,希望对留言的朋友有所帮助。

例子我们还是用之前的反激式电源;具体步骤如下:

1.确定电源输入电压范围;输出电压电流,变压器的效率;

     输入电压范围为85~264V;

     主输出为12V/1A,

     次输出为5V/0.1A,

     变压器效率为78%

2.确定工作频率和最大占空比;

     工作频率f=200KHz,

     我们假设最大占空比Dmax=0.5,

     那么T=1/f=5us;

     Ton=0.5*5=2.5us;

     Toff=5-2.5=2.5us。

3.利用伏秒平衡原则计算出变压器的匝比;

     整流后最低输入电压Vin(min)

     Vin(min)=85*1.414-20=100Vdc

    根据伏秒平衡有:

     Vin(min)*Dmax=(Vout+Vf)*(1-Dmax)*NP/Ns

  得到:

     Np/Ns=[Vin(min)*Dmax]/[(Vout+Vf)*(1-Dmax)]

     =[100*0.5]/[(12+1)*0.5]=7.69

4.计算初级线圈峰值电流

     假设输出12V的输出过流点为120%,

     整流二极管的正向压降为1V;

     那么12V输出功率:

     Po1=13*1*1.2=5.6W

     5V输出功率Po2=6*0.1=0.6W

    变压器次级输出总功率为:

     15.6+0.6=16.2W。

     Ip1=2*Po/[n(1+k)*Vin(min)*Dmax]

     =2*16.2/[0.78*(1+0.4)*200*0.5]=0.297A

    Ip2=0.4*0.297=0.119A

5.计算初级电感量

     Lp=Vin(min)*Ton(max)/[ip1-ip2]

      =100*5/[0.297-0.119]=2809uH

还可以用另一种公式:

     Lp=(Vin(min)*Dmax)/(Ipk*fosc)

      =100*0.5/0.297*60000=2.8mH

6.利用AP法选择变压器铁芯

这个在之前有专门一章详细讲解,这里就不说了

7.计算初级匝数和气隙

我们上章讲过,变压器选择EE19,所以Ae=23,Bm=0.25;

     Np=Lp*(ip1-ip2)/(Ae*Bm)

     =2809*(0.297-0.119)/(23*0.25)=86.95

为了保险起见,我们取Np=88

     根据Lp=Uo*Ur*Np*Np*Ae/lg,我们得到气隙长度

    lg=Uo*Ur*Ae*Np*Np/Lp

     =12*3.14*10^-7*23*88*88/2809*10^-3

     =0.239,

   我们取lg=0.24

8.计算次级匝数

     Ns(12V)=Np/n=88/7.69=11.44,我们取Ns(12V)=12

     Ns(5V)=(5+1)*Ns(12V)/(12+1)=5.53,我们取Ns(5V)=6

    所以初级实际匝比n=88/12=7.33

9.根据结果重新核算占空比最大值和最小值

当输入电压最小时;

    由Vin(min)**Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*n

我们可以得到:

   Dmax=(Vo+Vf)*n/[(Vout+Vf)*n+Vin(min)]

    =13*7.33/[13*7.33+100]=0.487

    当输入电压最大时,Vin(max)=264*1.414=373.3

    Dmin=13*7.33/[13*7.33+373.3]=0.2

10.重新核算初级峰值电流,计算电流有效值

在输入电压最低和占空比最大时,我们假设ip2=ip1*k;电源的实际输出功率Po=13*1+6*0.1=13.6W

根据公式:

 ip1=1/2*[2*Po*T/[(n*Vin(min)*Ton(max)]+Vin(min))*Ton(max)/Lp);

 =0.5*[2*13.6*10/(0.78*100*4.87)+(100*4.87/2809)]=0.445A

  K=1-100*4.87/(0.445*2809)=0.61

  Ip2=k*ip1=0.61*0.445=0.271A

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