|
|
 |
|
在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着变压器材料技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。本文根据超微晶合金的优异电磁性能，通过示例介绍30kHz超微晶高频开关电源变压器的设计。
开关电源变压器设计
单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。
已知的参数
这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定，包括：输入电压Vin、输出电压Vout、每路输出的功率Pout、效率η、开关频率fs(或周期T)、线路主开关管的耐压Vmos。
计算
在反激变换器中，副边反射电压即反激电压Vf与输入电压之和不能高过主开关管的耐压，同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。反激电压由下式确定：
Vf=VMos-VinDCMax-150V
反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之后，就可以确定原、副边的匝比了。
基于LTCC技术的高频开关电源变压器设计原理和方法">基于LTCC技术的高频开关电源变压器设计原理和方法通过对高频开关变压器磁芯工作时能量储存、损耗、传递及工作曲线的分析,应用磁性材料的B-H回线和Q值并结合LTCC工艺特点提出一种LTCC高频开关电源变压器完整的设计思路和方法.文中以反激式高频开关变压器为例阐述了设计过程中的主要要点.用低频电磁场仿真工具Maxwell 2D/3D对计算结果进行仿真验证,在此基础上调整绕组结构和优化磁芯结构参数,得出高频变压器的合理设计方案.
Np/Ns=Vf/Vout
另外，反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态，根据在稳态下，变压器的磁平衡，可以有下式：
VinDCMin???DMax=Vf?(1-DMax)
设在最大占空比时，当开关管开通时，原边电流为Ip1，当开关管关断时，原边电流上升到Ip2。若Ip1为0，则说明变换器工作于断续模式，否则工作于连续模式。由能量守恒，我们有下式：
1/2?(Ip1+Ip2)?DMax?VinDCMin=Pout/η
一般连续模式设计，我们令Ip2=3Ip1
这样就可以求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感量：
Lp= DMax?VinDCMin/fs?ΔIp
对于连续模式，ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1；对于断续模式，ΔIp=Ip2 。
可由AwAe法求出所要铁芯：
AwAe=(Lp?Ip22?104/Bw?K0?Kj)1.14
在上式中，??? Aw为磁芯窗口面积，单位为cm2
Ae为磁芯截面积，单位为cm2
Lp为原边电感量，单位为H
Ip2为原边峰值电流，单位为A
Bw为磁芯工作磁感应强度，单位为T
K0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2~0.4
Kj为电流密度系数，一般取395A/cm2
根据求得的AwAe值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减小漏感。
有了磁芯就可以求出原边的匝数。根据下式：
Np=Lp?Ip2?104/Bw?Ae
再根据原、副边的匝比关系可以求出副边的匝数。有时求的匝数不是整数，这时应该调整某些参数，使原、副边的匝数合适。
为了避免磁芯饱和，我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙，计算如下：
lg=0.4π?Np2?Ae?10-8/Lp
在上式中，??? lg为气隙长度，单位为cm
Np为原边匝数，
Ae为磁芯的截面积，单位为cm2
Lp为原边电感量，单位为H
至此，单端反激开关电源变压器的主要参数设计完成。单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。我们应该在设计完成后核算窗口面积是否够大、变压器的损耗和温升是否可以接受。同时，在变压器的制作中还有一些工艺问题需要注意。 因为开关电源变压器的设计用的是中间抽头变压器，功率较大，宜采用三明治绕法。三明治绕法是中间初级绕组，两边次级绕组，或中间次，两边初。这种绕法会对开关电源变压器的设计的温度有很大的帮助，且磁力线在开关电源变压器的设计中分布较均匀，所以绕组耦合较均匀，漏感少，对外界干扰小，对纹波影响较小。本开关电源变压器的设计初级绕组绕在中间，次级是中间抽头输出，共有4个绕组，各2个绕组绕在初级的两边。
公司日前推出6.0版的开关电源设计软件——开关电源变压器设计软件。专门生产电源变压器的企业，主要产品为电源变压器、开关变压器、互感器、滤波器等(可先打样定做).是国内知名生产厂家。真诚希望能与您也成为合作伙伴.这种基于PC的软件包可利用开关电源变压器设计软件自动设计回扫、正激变换器、降压、降压-升压电源，有助于缩短设计和面市时间。供应开关变压器，每只5元。开关电源变压器设计软件通过用户输入所需的电源特性，自动确定适合的元件而生成一个高效率的电源。其直观的图形接口包括交互式电路图和一个设计向导，可引导用户完成最佳电路拓扑。交互式的设计模式可帮助用户配置开关电源变压器设计软件所提供的先进电源特性，如过压和欠压保护、热关断、外接电流限制等。
需要找电源变压器计算的数据表,我记得在什么地方见到过,有谁能供献出来........我用书上和网上的计算公式试算过,有很大的差异,电源变压器计算要求功率在500以下开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
变压器设计软件下载
软件较大，4m，超过论坛的限制，无法上传。给出地址，自行下载。
软件虽然为演示版，但ei28/35，ei30/38，ge10/12 规格开放，无须注册，无时间限制，自由使用，数据与正版完全一样，可拿去直接生产，以便大家充分了解软件的性能。更大的规格需要购买正版。软件自带数十个设计实例，数据均经过变压器厂生产验证，可直接使用。下载地址：http://www.dnexp.com/down/tdstar demo.rar
|
| |
|
