反激变压器的设计

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作者：power 来源：网络点击：日期：2007-09-02

开关电源的分类
开关电源按输入、输出是否隔离可分为非隔离与隔离两种
隔离的开关电源又可分正激、反激、推挽、半桥、全桥等
反激电源由于具有使用器件少、可以宽范围电压输入、便于多路输出等优点，所以中小功率的开关电源常采用这种方式
反激变压器的设计
反激变压器在开关电源中起到传递能量、隔离输入、输出等作用：
开关管导通期间反激变压器通过初级储存能量，关断后通过次级释放能量，所以相当于一个耦合电感，根据在每个开关周期变压器是否将能量完全释放掉反激电源又可分为连续式（CCM）与不连续式（DCM），连续式的优点是纹波电流小、电流有效值小，所以损耗较小，所以在较大功率时一般都选用连续式。但是需要的电感量较大（变压器也相应较大）
下面以20W、IC为TOP223Y为例。实际工作时电源结果与计算符合。
20W反激变压器的设计
?输   入：85-265VAC
?输   出：5VDC
?功   率：20W
?效   率：0.74
?I    C ：TOP223Y（0.9A-1.1A）
?磁   芯：EI30(111mm^2)
?电   容：100uF

一：根据交流输入电压范围、功率、电容确定直流输入电压范围

8 5*1.414=120.19       ，除去整流管压降后为118V
265*1.414=374.71      ，除去整流管压降后为373V
20/0.74=27
(1/2)*F*C*(U1^2-U2^2)=27
将F=100,C=100u，U1=118代入解得 U2=92
U3=(U1+U2)/2=(118+92)/2=210/2=105 ，除去导通压降后为101V
同理可以确定最大直流输入电压为360V
输入直流电压范围是101V—360V

二：根据直流输入电压范围、输出电压确定初、次级匝比
Ip1=Ip2+Vp*Donp/Lp*F
Is1=Is2+Vs*Dons/Ls*F
F*1/2*Lp*(Ip1^2-Ip2^2)*a= F*1/2*Is*(Is1^2-Is2^2)
Vp*Donp=Vs*Dons*N/a(根号)
Vp*Donp=Vs*doff*N/a(根号)
当Vp=101V时，占空比最大(不要硬套VOR=150V，要根据占空比、漏感需要等等确定匝比进而确定VOR)
20：1时，最大占空比为0.5475，
360时占空比为0.253

三：根据占空比、直流输入电压确定初级电感量

随着输入电压的变大，I1与I2都变小
求最低电压时I1达到极限电流所需的电感量
Ip1=Ip2+Vp*Donp/Lp*F
Is1=Is2+Vs*dons/Ls*F
Pi=F*1/2*Lp*(Ip1^2-Ip2^2)*a
Pi=1/2*V*Don*(Ip1+Ip2)
Ip1+Ip2=2Pi/Vp*Don=0.976 ,I1=0.756,I2=0.24，(i1=0.756A,118*0.756/101=0.88A)
Ip1=Ip2+vp*Donp/Lp*F ,L=Vp*Don/F*(Ip1-Ip2)=1.072mH；
考虑误差范围取初级电感量为1.0-1.2mH

四：根据有效值电流确定初、次级线径

漆包线取值标准4.5A/mm^2
Irms^2=(1/3)*Don*(I1^2+I1*I2+I2^2)
Irms=0.37(A)
34AWG,0.16/0.20mm
Irms’=N*Irmp=7.4(A)
26AWG,0.40/0.46mm*3， (100KHz时穿透深度为0.4mm)

五：确定气息

Lg=0.4*3.14*l*I^2/(Ac*B^2)
    = 0.4*3.14*1.1*1/(111*0.6)
    = 0.207 (mm)

六：确定初、次级及偏置级匝数

N^2=L*lg/(uo*Ac)=1.1*0.207/(0.4*3.14*111)= 1633
N=39.8T
40T
2T
5T

七：最终变压器个参数

初级电感量：1.1±0.1mH
初级、偏置级：26AWG、0.40/0.46mm
次级：26AWG、0.40mm/0.46mm 三股并绕
40T、2T*3、5T
气隙：0.207mm   (两层绝缘胶带)

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