开关电源变压器设计介绍.ppt

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1、开关电源变压器设计介绍现在学习的是第1页，共12页开开 关关 电电 源源 电电 路路 图图2010.5.12 R&D现在学习的是第2页，共12页 开开 关关 变变 压压 器器 工工 作作 原原 理理 电电 路路 (例例 反反 激激 式式 转转 换换 器器 )1.1.反激式开关电源电路（第一页）反激式开关电源电路（第一页）2.2.开关变压器功能开关变压器功能 a.a.磁能转换（能量储存）磁能转换（能量储存）b.b.绝缘绝缘 c.c.电压转换电压转换 3.3.工作流程工作流程 a.a.根据根据PWM(PWM(脉宽调制法脉宽调制法)控制控制 ,当晶体管（例功率当晶体管（例功率 MOSFETMOSFE

2、T）打开时电流流过变压器）打开时电流流过变压器初级绕组初级绕组,这时变压器储存能量（在磁心这时变压器储存能量（在磁心GAPGAP）,与此同时与此同时 ,因为初级绕组和次级绕因为初级绕组和次级绕组极性不同组极性不同 ,整流二极管断开时电流流过次级绕组整流二极管断开时电流流过次级绕组;b.b.因为次级绕组极性是不同于初级绕组因为次级绕组极性是不同于初级绕组,当晶体管关闭（例功率当晶体管关闭（例功率MOSFETMOSFET）时存时存储的能量将被释放（从磁心储的能量将被释放（从磁心GAPGAP）.同时整流管也打开同时整流管也打开.所以，电流将流过开关电源所以，电流将流过开关电源变压器的次级绕组变压器的

3、次级绕组;2010.5.12 R&D现在学习的是第3页，共12页2010.5.12 R&D开开 关关 变变 压压 器器 工工 作作 原原 理理 电电 路路 (例例 反反 激激 式式 转转 换换 器器 )c c.反馈绕组提供反馈绕组提供PWMPWM工作电压（控制）工作电压（控制）,所以反馈绕组的圈数是依照所以反馈绕组的圈数是依照PWMPWM的工作的工作电压来计算电压来计算 ;例如例如 ,UC3842B,UC3842B（PWMPWM）工作电压是）工作电压是10-16Vdc,10-16Vdc,你必须是依照这个电压你必须是依照这个电压计算反馈圈数计算反馈圈数 ,否则否则UC3842BUC3842B（P

4、WMPWM）将不能正常工作）将不能正常工作!一般一般,UC3842B,UC3842B（PWMPWM）损）损坏时，反馈电压是超过坏时，反馈电压是超过30Vdc30Vdc.4.主要参数对整个路的影响主要参数对整个路的影响 a.a.电感电感:如果初级电感太低如果初级电感太低 ,变压器将储存的能量少，使输出电压不连续变压器将储存的能量少，使输出电压不连续;如果次如果次级电感也低级电感也低 ,变压器的能量将不能完全释放变压器的能量将不能完全释放 ,所以，输出电压将是非常低所以，输出电压将是非常低;这时这时PWMPWM将不能正常工作将不能正常工作 .此时反馈绕组的电感也是过低或过高此时反馈绕组的电感也是过

5、低或过高,现在学习的是第4页，共12页2010.5.12 R&D开开 关关 变变 压压 器器 工工 作作 原原 理理 电电 路路 (例例 反反 激激 式式 转转 换换 器器)b.b.漏电感漏电感:如果漏电感太高如果漏电感太高,它将产生一个高的尖峰电压在它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组初级绕组.它是非常的危险它是非常的危险 .因为高的尖峰电压可以损坏晶体因为高的尖峰电压可以损坏晶体管管 !另一方面另一方面,漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试试,它对整个电流将产生更多的噪音它对整个电流将产生更多的噪音;所以开关变压器要求低所以开关变压器要求低漏电感

6、漏电感.c.c.绝缘强度绝缘强度 :因为初级地是不同次级地因为初级地是不同次级地;它有一个高电压它有一个高电压在初级与次级之间在初级与次级之间,所以，它有很好的绝缘所以，它有很好的绝缘!现在学习的是第5页，共12页2010.5.12 R&D反反 激激 式式 开开 关关 电电 源源 变变 压压 器器 计计 算算 举举 例例 一。一。基本设计条件基本设计条件 1.输入 85-264Vac/输出 5Vdc 2A2.最大工作比 40%(晶体管关闭和打开的时间比率)3.工作频率 75kHz4.温度等级:class B二。二。基本的设计步骤基本的设计步骤 1.变压器尺寸 Ae*Ap=PB*102/2f*B

7、*j*K Ae-有效截面积 Ap-磁芯绕线面积 PB-输出功率 f-工作频率 B-有效饱和磁通 j-电流密度 -变压器效率 K-骨架绕线系数 Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2 Ae*Ap=0.112(cm4)现在学习的是第6页，共12页2010.5.12 R&D 根据磁芯数据,我们可以选择EE2219磁芯(东磁);它的 Ae*Ap 值是 0.408*0.397=0.162(cm4)2.初级临界电感 LMIN=UP2*2*T*10-6/2P0（H）LMIN-初级临界电感 UP-初级最大电压 -工作比 T-周期 P0-变压器输入功率 LM

8、IN=115*115*0.4*0.4*13.33*10-6/2*(5+0.7)*2*1.2 LMIN=1.0(mH)备注:根据经验,计算实际输出功率等于1.2倍输出功率;反反 激激 式式 开开 关关 电电 源源 变变 压压 器器 计计 算算 举举 例例 现在学习的是第7页，共12页2010.5.12 R&D3.初级峰值电流 IP=2P0/UPMIN*MAX IP-初级峰值电流 UPMIN-初级最大电压 IP=2*2*(5.0+0.7)*1.2/115*0.4 IP=0.595(A)4.初级绕组圈数 NP=LP*IP*104/Ae*B NP-初级绕组圈数 NP=1.0*10-3*0.595*10

9、4/0.395*0.17 NP=88(Ts)5.次级绕组圈数 NS=NP*US*（1-MAX）/UPMIN*MAX NS-次级绕组圈数 US-次级最大电压 NS=88*(5.0+0.7)*(1-0.4)/115*0.4反反 激激 式式 开开 关关 电电 源源 变变 压压 器器 计计 算算 举举 例例 现在学习的是第8页，共12页2010.5.12 R&D NS=7(Ts)反馈绕组圈数 Nf=15(Ts)6.线径 d=1.13*(I/j)1/2 d-线径 Ieff-有效工作电流 Ieff=Ip*(/3)1/2=0.595*(0.4/3)1/2=0.217(A)dp=1.13*0.233(j=4)

10、dp=0.26(mm)反馈绕组线径 d f=0.21(mm)次级使用绞线,d=1.13*(I/j)1/2=1.13*(2/4)1/2=0.8(mm)din=d/n1/2 din-2UEW 线径 n-绞线股数 ds=0.55*2(mm)反反 激激 式式 开开 关关 电电 源源 变变 压压 器器 计计 算算 举举 例例 现在学习的是第9页，共12页2010.5.12 R&D开关电源变压器现在学习的是第10页，共12页2010.5.12 R&D开关电源变压器开关电源变压器现在学习的是第11页，共12页2010.5.12 R&DThat is all That is all Thank you!Thank you!现在学习的是第12页，共12页