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  • 反激電源變壓器計算方法,電路設計介紹
    • 發布時間:2023-02-22 16:46:03
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    反激電源變壓器計算方法,電路設計介紹
    反激電源變壓器
    反激電源的三種模式 :CCM,DCM,CRM 。
    反激電源 變壓器 CCM DCM CRM
    上圖可見,DCM和CCM是固定頻率的,CRM是可變頻率的。其中Id為副邊的輸出電流。分析上圖,可知CCM模式下,電流不會趨于0。DCM模式下,電流會趨于0,并且有一定的死區時間。CRM模式下,電流剛剛到達零時,就會導通開關管。
    反激電源變壓器計算
    匝比的計算
    反激電源 變壓器 CCM DCM CRM
    匝比的選取跟工作模式沒有關系,只與我們的設計參數選定有關。首先設定開關管的耐壓Vds及設定dearating,同時假定允許的最大spike值α。
    Vds=Vin+Vc, Vc=Vs*Np/Ns, 因此:
    Np/Ns=(Vds-Vin-α)/(Vf+Vout)
    CCM模式的計算
    反激電源 變壓器 CCM DCM CRM
    首先引入公式:
    電感電流爬升率:△Ids=Vin/LP*Ton
    伏秒平衡,
    Vin*Ton=Vp*Toff,Vp/Vs=Np/Ns,
    Vin*Ton=(Vout+Vf)*Toff*Np/Ns
    首先根據伏秒平衡,并且固定頻率,可以求出D,Ton的值。
    再算副邊輸出波形,帶入公式:
    1.Iout=Idc=(Ip-△Id/2)(1-D)=(Id1+Id2)(1-D)
    2.△Id=Id1-Id2=(Vout+Vf)/Ls*Toff
    已知Iout,Vout, Vf,Ton, D,3個變量Id1,Id2和Ls。Ls可以認為給定的,給如一個值Ls,求出Id1和Id2.
    L=N2*1/Rm, Rm=Le/(uA)(Le是磁環長度) Rm是磁阻。
    IpNp=Is*Ns
    可知Lp,Is,Ns.到這里副邊源邊的輸出電流波形和電感值都可以求出來了,那么現在驗證給定的Ls值是否合理。
    1.計算磁通Bmax,線圈是否飽和。
    2.算單位磁通密度△B,然和已知頻率,體積就可以算出磁芯的發熱。
    3.根據變壓器的骨架,可知變壓器的繞線空間Aw,在除以電流,可以算出單位面積的電流多大,看是否符合。
    反激電源 變壓器 CCM DCM CRM
    DCM模式的計算
    DCM的計算和CC類似,只是多了個死區時間。
    1.Iout=Idc=IsD/2, 三角波的平均值
    2.Is=(Vo+Vf)/LsToff = (Vo+Vf)/Ls*(D/f)電流爬升率公式
    上面2個方程,3個變量D,Is,Ls.假設Ls值可以求出D,Is
    同理
    IpNp=IsNs, 求出Ip。
    Lp/Ls=(NP/NS)2,求出Lp.
    Ip=Vin/Lp*Ton,求出Ton時間。
    這里DCM的波形也求算出來了,下面還是一樣驗證設定的Ls值是否符合設計要求,同CCM類似。
    CRM模式的計算
    CRM是CCM和DCM的臨界,理想情況下是每次電流過0的時候就會切換MOSFET,所以沒有死區時間。
    1.Vin*Ton=(Vout+Vf)Toff*Np/Ns ,伏秒平衡。
    2.Iout=Idc=IsD/2=Is*Toff/(Toff+Ton) /2, 三角波的平均值
    3.Is=(Vout+Vf)/Ls *Toff.
    三個方程,4個未知量了Ton,Toff,Ls,Is,給定Ls 求出另外3個變量,并算出頻率F。
    同理可以求出源邊電流波形Lp, Np.
    這樣CRM的電流波形也求算出來了,下面還是一樣驗證設定的Ls值是否符合設計要求,同CCM類似。
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