干貨 | 電源——反激變壓器設計過(guò)程

芻狗

電源參數

根據功率、輸入輸出的情況，我們選擇反激電源拓撲。

反激式變壓器的優(yōu)點(diǎn)有:

1、 電路簡(jiǎn)單,能高效提供多路直流輸出,因此適合多組輸出要求。

2、轉換效率高,損失小。

3、變壓器匝數比值較小。

4、輸入電壓在很大的范圍內波動(dòng)時(shí),仍可有較穩定的輸出。

設計步驟：

1、決定電源參數。

2、計算電路參數。

3、選擇磁芯材料。

4、選擇磁芯的形狀和尺寸。

5、計算變壓器匝數、有效氣隙電感系數及氣隙長(cháng)度。

6、選擇繞組線(xiàn)圈線(xiàn)徑。

7、計算變壓器損耗和溫升。

原理圖

步驟一、確定電源參數：（有些參數為指標給定，有些參數從資料查得）

注：電流比例因數：紋波比例，在重載和低收入情況下的紋波電流和實(shí)際電流的比例。

步驟二、計算電路參數：

最低直流輸入電壓：

Z為損耗分配因數，如果Z=1.0表示所有損耗都在副邊，如果Z=0表示所有的損耗都在原邊，在這里取Z=0.5表示原副邊都存在損耗。

步驟三、選擇磁芯材料：

鐵氧體材料具有電阻率高，高頻損耗小的特點(diǎn)，且有多種材料和磁芯規格滿(mǎn)足各要求，加之價(jià)格較其它材料低廉，是目前在開(kāi)關(guān)電源中應用最為廣泛的材料。同時(shí)也有飽和磁感應比較低，材質(zhì)脆，不耐沖擊，溫度性能差的缺點(diǎn)。        買(mǎi)元器件現貨上唯樣商城！

采用的是用于開(kāi)關(guān)電源變壓器及傳輸高功率器件的MnZn功率鐵氧體材料PC40,其初始磁導率為2300±25％，飽和磁通密度為510mT（25℃時(shí)）/390mT（100℃時(shí)）,居里溫度為215℃。

選擇磁芯材料為鐵氧體，PC40。

步驟四、選擇磁芯的形狀和尺寸：

高頻功率電子電路中離不開(kāi)磁性材料。磁性材料主要用于電路中的 變壓器、扼流圈(包括諧振電感器)中。

變壓器是整個(gè)電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗證是很重要的。

磁性材料(Magnetic materials)有個(gè)磁飽和問(wèn)題。如果磁路飽和，會(huì )導致變壓器電量傳遞畸變，使得電感器電感量減小等。對于電源來(lái)說(shuō)，有效電感量的減小，電源輸出紋波將增加， 并且通過(guò)開(kāi)關(guān)管的峰值電流將增加。這樣可能使得開(kāi)關(guān)管的工作 點(diǎn)超出安全工作區，從而造成開(kāi)關(guān)管壽命的縮短或損壞。磁性材料的另一個(gè)問(wèn)題就是居里點(diǎn)溫度(Curie Temperature)。

在這一溫度下，材料的磁特性會(huì )發(fā)生急劇變化。特別是該材料會(huì ) 從強磁物質(zhì)變成順磁性物質(zhì)，即磁導率迅速減小幾個(gè)數量級。實(shí) 際上，它幾乎轉變?yōu)楹涂諝獯判镜刃�。一些鐵淦氧(ferrites)的居里 點(diǎn)可以低到130oC左右。因此一定要注意磁性材料的工作溫度。

簡(jiǎn)單的說(shuō)就是兩個(gè)問(wèn)題：

1、飽和——引起電感量減小

2、居里溫度——磁導率減小