一文了解電源、整流與(yu) 濾波電路
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對於(yu) 單極性開關(guan) 變壓器,由於(yu) 磁芯工作於(yu) 磁滯回線的半區,所以磁芯損耗約為(wei) 雙極性開關(guan) 變壓器的一半。變壓器總損耗為(wei) 總銅耗與(yu) 磁芯損耗之和。
MOSFET 開關(guan) 管工作的最大占空比 Dmax:
式中:Vor 為(wei) 副邊折射到原邊的反射電壓,當輸入為(wei) AC 220V 時反射電壓為(wei) 135V;VminDC 為(wei) 整流後的最低直流電壓;VDS 為(wei) MOSFET 功率管導通時 D 與(yu) S 極間電壓,一般取 10V。
變壓器原邊繞組電流峰值 IPK 為(wei) :
式中:η為(wei) 變壓器的轉換效率;Po 為(wei) 輸出額定功率,單位為(wei) W。
變壓器原邊電感量 LP:
式中:Ts 為(wei) 開關(guan) 管的周期(s);LP 單位為(wei) H。
變壓器的氣隙 lg:
式中:Ae 為(wei) 磁芯的有效截麵積(cm2);△B 為(wei) 磁芯工作磁感應強度變化值(T);Lp 單位取 H,IPK 單位取 A,lg 單位為(wei) mm。
變壓器磁芯
反激式變換器功率通常較小,一般選用鐵氧體(ti) 磁芯作為(wei) 變壓器磁芯,其功率容量 AP 為(wei)
式中:AQ 為(wei) 磁芯窗口麵積,單位為(wei) cm2;Ae 為(wei) 磁芯的有效截麵積,單位為(wei) cm2;Po 是變壓器的標稱輸出功率,單位為(wei) W;fs 為(wei) 開關(guan) 管的開關(guan) 頻率;Bm 為(wei) 磁芯最大磁感應強度,單位為(wei) T;δ為(wei) 線圈導線的電流密度,通常取 200~300A/cm2,η是變壓器的轉換效率;Km 為(wei) 窗口填充係數,一般為(wei) 0.2~0.4;KC 為(wei) 磁芯的填充係數,對於(yu) 鐵氧體(ti) 為(wei) 1.0。
根據求得的 AP 值選擇餘(yu) 量稍大的磁芯,一般盡量選擇窗口長寬之比較大的磁芯,這樣磁芯的窗口有效使用係數較高,同時可以減少漏感。
變壓器原邊匝數 NP:
式中:△B 為(wei) 磁芯工作磁感應強度變化值(T),Ae 單位為(wei) cm2,Ts 單位為(wei) s。
變壓器副邊匝數 Ns:
式中:VD 為(wei) 變壓器二次側(ce) 整流二極管導通的正向壓降。
功率開關(guan) 管的選擇
開關(guan) 管的最小電壓應力 UDS
一般選擇 DS 間擊穿電壓應比式(9)計算值稍大的 MOSFET 功率管。
繞組電阻值 R:
式中:MUT 為(wei) 平均每匝導線長度(cm);N 為(wei) 導線匝數;
為(wei) 20℃時導線每 cm 的電阻值(μΩ)。
繞組銅耗 PCU 為(wei) :
原、副邊繞組電阻值可通過求繞組電阻值 R 的公式求出,當求原邊繞組銅耗時,電流用原邊峰值電流 IPK 來計算;求副邊繞組銅耗時,電流用輸出電流 Io 來計算。
磁芯損耗
磁芯損耗取決(jue) 於(yu) 工作頻率、工作磁感應強度、電路工作狀態和所選用的磁芯材料的性能。對於(yu) 雙極性開關(guan) 變壓器,磁芯損耗 PC:
式中:Pb 為(wei) 在工作頻率、工作磁感應強度下單位質量的磁芯損耗(W/kg); Gc 為(wei) 磁芯質量(Kg)。
對於(yu) 單極性開關(guan) 變壓器,由於(yu) 磁芯工作於(yu) 磁滯回線的半區,所以磁芯損耗約為(wei) 雙極性開關(guan) 變壓器的一半。變壓器總損耗為(wei) 總銅耗與(yu) 磁芯損耗之和。
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