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反激式開關電源變壓器設計

1.電源指標

輸入電壓:90AC~264AC
輸入頻率:f=50Hz
輸出電壓: 12v
輸出電流:3A
輸出功率:Po=36W
設計效率:75%~80%
輸入功率:Pin=48W

2.設定變壓器磁通量

變壓器在工作的時候溫度較高,在設計的過程中取飽和磁芯密度Bs=0.39T,為了防止磁芯出現飽和需要留有一定的裕量,這裡在設計的時候取磁通Bm=0.25T

3.計算變壓器匝比

根據BOM表的MOS管和二極體的引數,考慮到一定的裕量,通過在MOS管開通和關斷的時候,計算匝比N
開關on:0.8VD>Vinmax/N+Vo
其中VD為二極體反向耐壓最大值
開關off:0.8Vmos>N*(Vo+Vf)+Vinmax
其中Vmos為MOS管的耐壓值
計算取N=8 (5.5~11.5)

4.計算最低輸入電壓

根據公式:
這裡寫圖片描述
其中tc=3ms

5.計算最大佔空比

根據最低輸入電壓,最大功率時,佔空比最大
Dmax=N(Vo+Vf)/(N(Vo+Vf)+Vinmin)
則最大佔空比為0.48

6.計算初級電感的峰值電流

Ip=2Po/(Dmax*Vinmin*η)
則初級電感的峰值電流為1.818A

7.計算初級繞組電流的有效值

Irms=IP*√(Dmax/3)=0.727A

8.計算初級繞組電感量

Lp=Vinmin*Dmax/(Ip*f)
計算可得初級電感量450μH

9.最大導通時間

Tonmax=Dmax/f
計算可得導通時間為7.4us

10.初級匝數的計算

Np=Vin*Tonmax/(Ae*Bm)
計算可得初級匝數為40匝。其中骨架給定,Ae為已知量

11.次級匝數

Ns=Np/N
計算可得匝數為5圈。

12.輔助繞組

輔助繞組根據LD5530R資料手冊,設定VCC電壓為16V,則有:
Ncc=Vcc*Ns/(Vo+Vf)
計算可知輔助繞組為7匝

13.一次側繞組徑選擇

反激變壓器繞組導線電流密度5A/〖mm〗^2~7A/〖mm〗^2,在該設計中取電流密度為6A,則根據Sp=Irms/J=0.727/6=0.121/〖mm〗^2
則線徑的直徑為:dp=1.13*√0.121=0.3933mm

14.次級繞組的線徑選擇

Sp=Irms/J=3/6=0.5/〖mm〗^2
ds=1.13*√0.5=0.79mm

15.磁芯的氣隙大小

lg=(0.4π*〖Np〗^2*Ae)/Lp
計算可得氣隙大小為1.291mm

16.變壓器繞線

採取三明治繞法,在3腳和2腳上繞初級繞組的一半即20圈。再在5、6腳上繞輔助繞組VCC,繞7圈。再在10、8腳上繞次級繞組5圈。最後在2腳和1腳上繞初級繞組的另一半20圈,最後2腳上的線連線起來。變壓器同名端的繞制,是根據骨架引腳進線端進和繞制方向來確定。

參考文獻:
1.百度百科
2.單端反激式開關電源研究與設計_張維
3.工頻整流電容濾波電路中電容器選擇-趙修科
4.多路輸出反激式開關電源的設計與實現_牛力
5.OB變壓器設計

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