反激式變壓器設(shè)計指南

1〕反激式變壓器設(shè)計介紹反激式電源變換器設(shè)計的關(guān)鍵因素之一是變壓器的設(shè)計。在此我們所說的變電流不是同時流淌的。因此它更多的被認為是一個帶有次級繞組的電感。100W以內(nèi)的系統(tǒng)是有用和廉價的。大于100W的系統(tǒng)由于著重降低裝置的電壓和電流，其它諸如正激變換器方式就變得更有成效。反激式變壓器設(shè)計是一個反復(fù)的過程，由于與它的變量個數(shù)有關(guān)，但是它不EXCEL電子表格可以簡潔的處理這些步驟。ISMPSICIR40xx〔。PRC設(shè)置的很低〔約20KHZ。因此本應(yīng)用手冊僅包含不連續(xù)設(shè)計的實例。2〕電源設(shè)計所需的標準在開頭變壓器設(shè)計之前，依據(jù)電源的標準必需定義一些參數(shù)如下：1〕最小工作頻率－ｆmin2〕估量電源效率－η≈0.85~0.9(高壓輸出)，0.75~0.85〔低壓輸出〕3Vmin110V85Vac，可有10V〕4〕最大占空比－Dm〔0.5〕5〕串聯(lián)諧振電容值－Cres100pf~1.5nf，1〕3〕變壓器設(shè)計步驟的壓降。通常主要輸出電流假設(shè)大于1A1A極管，當(dāng)小電流輸出時關(guān)心繞組可用1N4148整流〔建議關(guān)心電壓為18V，電流30mA〕輸出功率〔Po〕計算的是總的輸出功率。1IR40xx下一步是計算初級，次級和關(guān)心繞組的變比。下式給出初級(Np)和次級(Ns)變比的計算公式：先計算次級每NB以確保匝數(shù)為整數(shù)，沒有半匝。AlgAlgLp(μH)NpIavηPoVmin所需初級峰值電流Ip可由下式算出2t1其上升斜率受直流總線電壓和初級電感Lp掌握，最終到達剛剛所計算的峰值電用變壓器最壞狀況下的最低頻率，最低直流總線電壓和最大負載。2不連續(xù)反激電路初級電流波形RMSIrms下一步是計算所需磁芯尺寸和氣隙。首先選擇磁芯尺寸，可以應(yīng)用第五局部給出的磁芯類型和尺寸選擇適當(dāng)?shù)墓β实燃?。依?jù)下式由有效截面積Ae(cm2)計算出最大磁通密度Bm，作為磁芯選擇依據(jù)〔Bm應(yīng)在2023~3000高斯之間，低于20233000〕。一個可選方法是由Bm〔如2500〕計算所需磁芯的最小Ae.見下式Bm(Np)。Bm，Bm。而不是峰峰值。這對不連續(xù)變壓器設(shè)計可很便利由下式算出下一步是計算所需氣隙。這意味著先要計算無隙磁芯的相對導(dǎo)磁率μr，它可2〕計算出止磁芯邊沿磁通泄漏對四周元件產(chǎn)生EMI〔然而對于進展中或小的產(chǎn)品用絕的一半〕。Ig0.051mm，AlgIg如下：隨著參數(shù)的計算和確定我們現(xiàn)在需要計算適宜的導(dǎo)線規(guī)格。首先需要依據(jù)實(BW初級可繞1，2層或3層但要盡量削減層數(shù)以降低初級繞組電容〔也可用膠帶絕緣初級能有效的降低繞組電容和漏電感。余留尺寸取決于由系統(tǒng)輸入電壓和安全處理打算的所需絕緣程度〔詳見第4局部變壓器構(gòu)造。另一可行方法是次級的場所，此發(fā)能減小變壓器尺寸，但通常引起本錢增加層在內(nèi)的導(dǎo)線外產(chǎn)生最強的耦合現(xiàn)在由第5局部的導(dǎo)線規(guī)格表〔它是個好的開頭〕或者廠商供給的適宜的導(dǎo)線規(guī)格表可以選擇與所計算OD值相匹配的導(dǎo)線規(guī)格。依此能得到導(dǎo)線的圓密爾〕它被定義為“圓密爾每安培”或CMACMAp200~500200和功率損耗，高于500導(dǎo)線未被利用到額定電流容量值。假設(shè)計算的CMAp低于200CMAp500導(dǎo)線抑制這以問題，例如多股標準26AWG導(dǎo)線可給出一樣的有效CMA。〔或多路輸出電源的繞組〕。利用下式能夠計算出適當(dāng)繞組的次級峰值電流此處Pox是所計算的次級繞組的輸出功率，Po是從前計算的總輸出功率。這確保所計算的次級峰值電流和特定輸出功率相匹配，這一點對多路輸出電源很重加次級繞組，通過合并輸出返回連接端能夠削減骨架所需引腳數(shù)。這兩種次級繞組安排見以下圖3。3次級繞組的兩種不同安排3S1S1，S2，S3S2S2，S3的和電流，因此導(dǎo)線的規(guī)格必需于之相適應(yīng)。IspxS3S1(Isrms)可以下式計算：以看出初、次級之間的關(guān)系，初、次級電流是如何不在同一時間流淌的。現(xiàn)在依據(jù)所計算的次級RMS電流〔Isxrms〕得出所需次級導(dǎo)線的規(guī)格。公式如下：CMA〔電流容量〕要確保與初級和次級的電流容量相匹配。由所計算的CM值從導(dǎo)線規(guī)格表中選擇適宜的導(dǎo)線。假設(shè)可能的話總是在AWG〔它是相鄰較大導(dǎo)線規(guī)格26AWG〔它通常是多股導(dǎo)線編織而成這種導(dǎo)線一般是定做，價格昂貴，但它使用效果好〕并聯(lián)使用。當(dāng)使用并聯(lián)導(dǎo)線時應(yīng)確信全部CM值在前面計算值的10%之內(nèi)。同法可計算出關(guān)心繞組所需的導(dǎo)線規(guī)格。1.5A〔CH1－00/div〕、初級電流〔CH3〕、次級電壓〔CH2－20V/div〕和次級電流(CH4)繞組通常只有很少的匝數(shù)，所以能通過繞組并聯(lián)到達此目的。變壓器制造商在制作變壓器時需要以下參數(shù)：－磁芯和骨架序列號〔ALALG〕〕－每一繞組的導(dǎo)線規(guī)格和絕緣類型－安全和漏電要求－初級電感－每一繞組〔Np、Nb、Ns〕匝數(shù)－骨架引腳連接關(guān)系－繞組構(gòu)造和放置－工作溫度等級〔A=105C〕4)變壓器構(gòu)造對于反激變壓器的構(gòu)造有兩種主要的設(shè)計方法，它們是：1〕邊沿空隙法〔MarginWound〕－方法是在骨架邊沿留有空余以供給所需的漏電和安全要求。3緣以便任意兩層結(jié)合都滿足電氣強度要求。安全要求、漏電和電氣強度要求以適當(dāng)?shù)臉藴柿谐?，例如對于ITE，在美國包含于UL1950中，在歐洲包含于EN60950〔IEC950〕。5－6mm的漏電距離通常就足夠了，因此在邊沿的應(yīng)用中初、次級間通常留有2.5－3mm的空間。圖5給和繞組本錢比較高。圖5a)給出邊沿空隙法構(gòu)造，此例中邊沿空間由被切割成所想要邊沿寬度的1/2〔6mm3mm〕。邊沿2〔和初級嚴密相連IR40xx〔切割成布滿兩邊余留之間寬度層之上。在關(guān)心繞組上放置3〔切割成布滿整個骨架寬度〕以滿足初、次初、次級之間就有6mm的有效爬電距離和完全電壓絕緣。最終在次級繞組上纏3層膠帶〔整個骨架寬度〕以緊固次級繞組和保證絕緣。圖5邊沿空隙法和3層絕緣法類型的變壓器構(gòu)造5b)33不被損壞。4.1〕變壓器材料鐵芯有很多廠家的鐵芯可被用作反激變壓器。下面的材料適合使用：TDK－PC40PC44飛利蒲－3C85、3C90或3F3西門子－N27N67有很多外形的磁芯可用但反激變壓器一般用E形磁芯，緣由是它本錢低、易使用。其它類型磁芯如EF、EFD、ETD、EER和EI應(yīng)用在有高度等特別要求的場EFDETDEER骨架對骨架的主要要求是確保滿足安全爬電距離，初、次級穿過磁芯的引腳距離絕緣膠帶1P801〕。邊沿膠帶通常較厚少3M＃441H860。勵磁導(dǎo)線勵磁導(dǎo)線的護套首選尼龍/聚亞安酯，它在和熔化的焊料接觸時阻燃，這樣就絕緣層。3在3層絕緣構(gòu)造中次級繞組導(dǎo)線使用3層絕緣導(dǎo)線，和勵磁導(dǎo)線相像主導(dǎo)線是單芯，但是它有不同3護套邊沿空隙構(gòu)造變壓器繞組的首、尾端需要護套。護套必需經(jīng)相關(guān)安全機構(gòu)認在焊接溫度時不被熔化。浸漆它有助于提高耐壓力量和熱傳導(dǎo)性能。然而這是一個很幔的步驟。4.2)繞線方式C6〕2CC到另一邊再繞回到起始邊，這是一個簡潔的繞線方法。ZC、制造價格較貴，但是減小了繞組間的電容。4.3〕繞組挨次初級繞組一般繞在最里層這樣能使每匝長度最小，并能減小初級電容。如〔初級最里層的末端〕成為和〔具有最大電壓波動〕〔作為四個要素中之一盡可能減小它〕有很大影響。小了關(guān)心源電容的峰值充電電流。多路輸出使多路次級制作較簡潔，它也改善了高頻時導(dǎo)線使用率。級總匝數(shù)和骨架引腳數(shù)。漏電感MOSFET使用平板和分段骨架。另一把初級繞組分開繞制的方法也可以減小漏電感〔8〕。分開的初級繞組的