正激式變壓器參數(shù)計算

開關電源分析

最近在忙著制作和調試電源方面的軟件，如下圖所示，目的就是讓想進入電源行業(yè)但是不知道從何入手的同學可以有數(shù)據(jù)參照驗證電源各個參數(shù)，從而培養(yǎng)出更加濃厚的興趣繼續(xù)學習：

  繼續(xù)我們之前的內容，今天我們用一款12V/25A汽車正激式充電電池變壓器的數(shù)據(jù)當例子對正激式變壓器參數(shù)進行簡易計算：
  首先還是先確定變壓器的技術參數(shù)：
輸入最低電壓設置為Vin（min））：180
輸入最高電壓設置為Vin(max）：264V
遵循高壓低頻，所以我們輸入頻率為fi：50Hz
因為是汽車電源，所以輸出電壓Vo為：12V
輸出電流Io為：25A
電源輸出功率：Po=Vo*Io=300W
變壓器效率n=80%
變壓器工作頻率：fs=60KHz
  我們首先選擇變壓器的材質為PC40，考慮到自冷散熱方式，△B取0.2T
  接下來我們可以求出變壓器的AP值
  根據(jù)公式AP=AW*Ae，我們可以得到：AP=（PS*104）/（2*△B*fs*J*Ku）
  其中Ps為變壓器的傳送功率，在理想狀態(tài)下，這個參數(shù)和電源輸入功率相等，根據(jù)二極管的壓降為0.7，加上損耗，我們假設變壓器輸出端電壓與輸出電壓之間的差值為1V，那么變壓器輸出端輸出功率：P1=（Vo+1）*Io=325W；按照正激式變壓器傳送視在功率公式：Ps=P1/n+P1，我們得到Ps=325/0.8+325=731.25W。
  我們知道電流密度J（A）取J=400A/cm2；Ku銅窗占用系數(shù)取0.2；那么：
AP=（731.25*10^^4）/（2*0.2*60*10^3*400*0.2）=3.8cm2
  根據(jù)變壓器磁芯參數(shù)表，我們選用ER42/15 PC40；磁芯參數(shù)為AP=4.3262cm4；Ae=194mm2；Aw=223mm2; Ve=19163mm3;AL=4690+-25%；Pt=433W。
  接下來我們要計算初級匝數(shù)和次級匝數(shù)
  首先根據(jù)公式n=Np/Ns=Vi/Vo=[Vin(min)*Dmax]/（Vo+Vf）
  我們先假設Dmax=0.4
Vf為二極管正向壓降，取1V
Vin（min）=180*0.9*1.414-20=209
Vin（max）=264*1.414=373.296V
N=(209*0.4)/(12+0.7)=6.58
  那么：Np=Vin（min）*Ton/(△B*Ae）
Ton為MOS導通時間，Ton=Dmax/fs=0.4/60*10^3=6.66uS
Np=(209*6.666)/(0.2*194)=35.9 取Np=36Ts
  計算Ns；Ns=Np/n=36/6.43=5. 59 取Ns=6Ts
  最后檢查△B合理性
△B=[Vin（min）*Dmax*Ts]/（Np*Ae）=（209*6.66）/(36*194)=0.2T
  我們用軟件進行簡易計算得到數(shù)據(jù)如下圖所示，當然軟件目前還在初級階段，各個功能還在繼續(xù)完善中：