最新电影在线观看,jrs低调看直播,avav天堂,囯产精品宾馆在线精品酒店,亚洲精品成人区在线观看

  • 回復
  • 收藏
  • 點贊
  • 分享
  • 發新帖

【原創】1200W雙管正激變換器設計之一——變壓器設計

正激變換器通常使用無氣隙的磁芯,電感值較高,初次級繞組峰值電流較小,因而銅損較小,開關管峰值電流較低,開關損耗較小,其高可靠高穩定性使得其在很多領域和苛刻環境得到應用.

下面舉例給大家分享下對正激變換器的設計方法:

規格:

輸入電壓Vin=400V(一般在輸入端會有CCM APFC將輸入電壓升壓在穩定的DC400V左右)

輸出電壓Vout=12V

輸出功率Pout=1200W

效率η=85%

開關頻率Fs=68KHz

最大占空比Dmax=0.35

第一,

第一,     選擇磁芯的材質

選擇高μ低損,高Bs材質,一般常采用TDK PC40或同等材,其相關參數如下:

 

因為正激電路的磁芯單向磁化,要讓磁芯不飽和,磁芯中的磁通密度最大變化量需滿足ΔB得ΔB=390-55=335mT,但實際應用中由于溫度效應和瞬變情況會引起BsBs的變化,導致ΔB的動態范圍變小而出現飽和,因此,設計時需保留一定裕量,通常取60%~80%Bs-Br, ΔBc選得過高磁芯損耗會增加,易飽和,選得過小會使匝數增加,銅損增大,產品體積增大,通常選擇60%Bs-Br),則最大磁通變化量ΔB=390-55*0.6=201mT,0.201T

全部回復(200)
正序查看
倒序查看
2011-10-20 09:53
第二,   確定磁芯規格

根據公式AP=Aw*Ae=(Ps*104)/(2ΔB*Fs*J*Ku)

其中:

Aw為磁芯的銅窗口截面積(cm2),Ae為磁芯的有效截面積(cm2),Ps為變壓器的視在功率(W),J為電流密度(A),Ku為銅窗口占用系數

對正激變換器,視在功率Ps=Pout/η+Pout

電流密度J根據不同的散熱方式取值不同,一般采用300~600A/cm2,此處考慮到趨膚效應采用多股紗包線,取600A/cm2

銅窗口占用系數Ku0.2

ΔB=0.20TJ=600A/cm2,Ku=0.2

代入公式得AP=[(1200/0.85+1200)*104]/(2*0.201*68*103*600*0.2)=7.962cm4

查磁芯規格書,選用磁芯ETD49,其相關參數如下:

 

 

0
回復
2011-10-20 09:54
@javike
第二,  確定磁芯規格根據公式AP=Aw*Ae=(Ps*104)/(2ΔB*Fs*J*Ku)其中:Aw為磁芯的銅窗口截面積(cm2),Ae為磁芯的有效截面積(cm2),Ps為變壓器的視在功率(W),J為電流密度(A),Ku為銅窗口占用系數對正激變換器,視在功率Ps=Pout/η+Pout電流密度J根據不同的散熱方式取值不同,一般采用300~600A/cm2,此處考慮到趨膚效應采用多股紗包線,取600A/cm2銅窗口占用系數Ku取0.2ΔB=0.20T,J=600A/cm2,Ku=0.2代入公式得AP=[(1200/0.85+1200)*104]/(2*0.201*68*103*600*0.2)=7.962cm4查磁芯規格書,選用磁芯ETD49,其相關參數如下:[圖片]  

ETD49AP=Aw*Ae=375*213=79875mm4=7.9875cm4<7.962cm4,,OK

 

1
回復
2011-10-20 09:55
@javike
ETD49的AP=Aw*Ae=375*213=79875mm4=7.9875cm4
第三,計算匝比、匝數

1. 根據公式N=Np/Ns=Vin/Vout=(Vin*Dmax)/(Vo+Vf)

其中Vf為輸出二極管正向壓降,取0.8V

得匝比N=400*0.35/(12+0.8)=10.9375,

取匝比N=11驗算最大占空比Dmax

最大占空比Dmax=N(Vout+Vf)/Vin=11*(12+0.8)/400=0.352

2. 根據公式Np=Vin*Ton/(ΔB*Ae)

導通時間Ton=Dmax*Ts,周期Ts=1/Fs*106

得初級匝數NP=[Vin*Dmax*(1/Fs*106)]/(ΔB*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(0.201*213)=48.36Ts,49Ts

3. 次級匝數Ns=Np/N=49/11=4.45Ts

4. 取次級匝數Ns=5Ts驗算初級匝數Np,

初級匝數Np=Ns*N=5*11=55Ts

考慮到輸入電壓較高,采用雙管正激比采用單管正激可以大幅減小MOS的電壓應力,無需消磁繞組。

7. 再通過初級匝數Np來驗算最大磁通變化量ΔB

最大磁通變化量ΔB=Vin*Dmax*Ts/(Np*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(55*213)=0.1767T

根據ΔB+Br0.1767+0.055=0.2317<0.39,  OK

8. 根據L=N2*Al得,

初級電感量最小值Lmin=Np2*[AL*(1-0.25)]=552*[4440*(1-0.25)]/106=10.0mH

 

0
回復
2011-10-20 09:55
@javike
第三,計算匝比、匝數1.根據公式N=Np/Ns=Vin/Vout=(Vin*Dmax)/(Vo+Vf)其中Vf為輸出二極管正向壓降,取0.8V得匝比N=(400*0.35)/(12+0.8)=10.9375,取匝比N=11驗算最大占空比Dmax,最大占空比Dmax=N(Vout+Vf)/Vin=11*(12+0.8)/400=0.3522.根據公式Np=Vin*Ton/(ΔB*Ae)導通時間Ton=Dmax*Ts,周期Ts=1/Fs*106得初級匝數NP=[Vin*Dmax*(1/Fs*106)]/(ΔB*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(0.201*213)=48.36Ts,取49Ts3.次級匝數Ns=Np/N=49/11=4.45Ts4.取次級匝數Ns=5Ts驗算初級匝數Np,初級匝數Np=Ns*N=5*11=55Ts考慮到輸入電壓較高,采用雙管正激比采用單管正激可以大幅減小MOS的電壓應力,無需消磁繞組。7.再通過初級匝數Np來驗算最大磁通變化量ΔB,最大磁通變化量ΔB=(Vin*Dmax*Ts)/(Np*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(55*213)=0.1767T根據ΔB+Br
第四, 計算各繞組線徑

1. 輸入電流Ip=Pout/(Vin*Dmax*η)=1200/(400*0.352*0.85)=10.0A

初級線圈電流有效值Ip_rms=Ip*SQRT(Dmax)=10.0*SQRT(0.352)=5.9A

則,初級線圈截面積Swp=Ip_rms/J=5.9/600=0.0098cm2=0.98mm2

多股紗包線單根直徑為0.1mm,其單根面積為Sw=3.14*(0.1/22=0.00785mm2

,初級所需紗包線股數Nwp=Swp/Sw=0.98/0.00785=124.8PCS,125PCS

即,初級線圈采用125根單根直徑0.1mm的紗包線。

2. 次級線圈電流有效值Is_rms=Iout*SQRT(Dmax)=100*SQRT(0.352)=59.3A

次級線圈截面積Sws=Is_rms/J=59.3/600=0.0988cm2=9.88mm2

次級所需紗包線股數Nws=Sws/Sw=9.88/0.00785=1258.6PCS,1260PCS

即,次級線圈采用1260根單根直徑0.1mm的紗包線。

通常紗包線的電流密度可取范圍較大,一般為400~1200A/CM2,結合常用規格,取:

初級線圈采用120根單根直徑0.1mm的紗包線繞55Ts

次級線圈采用1200根單根直徑0.1mm的紗包線繞5Ts
0
回復
xjj850205
LV.5
6
2011-10-20 09:58
@javike
第四, 計算各繞組線徑1.輸入電流Ip=Pout/(Vin*Dmax*η)=1200/(400*0.352*0.85)=10.0A初級線圈電流有效值Ip_rms=Ip*SQRT(Dmax)=10.0*SQRT(0.352)=5.9A則,初級線圈截面積Swp=Ip_rms/J=5.9/600=0.0098cm2=0.98mm2多股紗包線單根直徑為0.1mm,其單根面積為Sw=3.14*(0.1/2)2=0.00785mm2得,初級所需紗包線股數Nwp=Swp/Sw=0.98/0.00785=124.8PCS,約125PCS。即,初級線圈采用125根單根直徑0.1mm的紗包線。2.次級線圈電流有效值Is_rms=Iout*SQRT(Dmax)=100*SQRT(0.352)=59.3A次級線圈截面積Sws=Is_rms/J=59.3/600=0.0988cm2=9.88mm2次級所需紗包線股數Nws=Sws/Sw=9.88/0.00785=1258.6PCS,約1260PCS。即,次級線圈采用1260根單根直徑0.1mm的紗包線。通常紗包線的電流密度可取范圍較大,一般為400~1200A/CM2,結合常用規格,取:初級線圈采用120根單根直徑0.1mm的紗包線繞55Ts;次級線圈采用1200根單根直徑0.1mm的紗包線繞5Ts。
好東西,很詳細!
0
回復
2011-10-20 09:59
幫J版頂下  報名參加11月12日的深圳交流會,就能一睹J版風采啦
0
回復
zvszcs
LV.12
8
2011-10-20 10:16
@電源網-源源
幫J版頂下 報名參加11月12日的深圳交流會,就能一睹J版風采啦

我來了,頂起來

0
回復
孤鴻影
LV.6
9
2011-10-20 10:29

先頂了再說。

回家了都不忘上來發這種好貼,精神可嘉啊。呵呵

0
回復
2011-10-20 10:39
@孤鴻影
先頂了再說。[圖片]回家了都不忘上來發這種好貼,精神可嘉啊。呵呵
 在網吧里發的。。。
0
回復
zvszcs
LV.12
11
2011-10-20 10:39
@javike
[圖片] 在網吧里發的。。。
0
回復
grtang
LV.7
12
2011-10-20 11:09

輸出12V100A,用雙管正激不是一個優化的拓撲結構。后面的東西就不需要再看了。

0
回復
lxms2tl
LV.5
13
2011-10-20 11:09
經典
0
回復
lxgmvp
LV.7
14
2011-10-20 11:19
做個記號了
0
回復
twhtwh02
LV.2
15
2011-10-20 11:20
@lxms2tl
經典

好啊!先學習?

0
回復
2011-10-20 11:26
@grtang
輸出12V100A,用雙管正激不是一個優化的拓撲結構。后面的東西就不需要再看了。

有什么TOP比雙管正激更可靠的??

0
回復
2011-10-20 12:39
@javike
有什么TOP比雙管正激更可靠的??
頂樓主!這塊還沒有涉及到,慢慢來學啦!
0
回復
grtang
LV.7
18
2011-10-20 14:18
@javike
有什么TOP比雙管正激更可靠的??

電源的可靠性不是拓撲唯一決定的,涉及的因素太多太多了。大功率的電源用全橋電路很多,也沒有說電源的可靠性不高。

0
回復
changze
LV.9
19
2011-10-20 14:28
@javike
第四, 計算各繞組線徑1.輸入電流Ip=Pout/(Vin*Dmax*η)=1200/(400*0.352*0.85)=10.0A初級線圈電流有效值Ip_rms=Ip*SQRT(Dmax)=10.0*SQRT(0.352)=5.9A則,初級線圈截面積Swp=Ip_rms/J=5.9/600=0.0098cm2=0.98mm2多股紗包線單根直徑為0.1mm,其單根面積為Sw=3.14*(0.1/2)2=0.00785mm2得,初級所需紗包線股數Nwp=Swp/Sw=0.98/0.00785=124.8PCS,約125PCS。即,初級線圈采用125根單根直徑0.1mm的紗包線。2.次級線圈電流有效值Is_rms=Iout*SQRT(Dmax)=100*SQRT(0.352)=59.3A次級線圈截面積Sws=Is_rms/J=59.3/600=0.0988cm2=9.88mm2次級所需紗包線股數Nws=Sws/Sw=9.88/0.00785=1258.6PCS,約1260PCS。即,次級線圈采用1260根單根直徑0.1mm的紗包線。通常紗包線的電流密度可取范圍較大,一般為400~1200A/CM2,結合常用規格,取:初級線圈采用120根單根直徑0.1mm的紗包線繞55Ts;次級線圈采用1200根單根直徑0.1mm的紗包線繞5Ts。
借兄臺寶地,展示下 咱的絲包線,0。10-4股-10000股
0
回復
changze
LV.9
20
2011-10-20 14:36
@javike
有什么TOP比雙管正激更可靠的??
我也覺得雙管正激是比較可靠的,有電子電焊機用雙管正激做的,功率做4000-6500W,,工作在短路開路相當頻繁,就是焊條,,,可靠性相當不錯,電路結構也簡單不少,,控制也只用TLP250就行了,沒有什么特別的保護電路結構,,,最多就是個RDC吸收網絡,,我們廠有幾臺,都用了三年了,,
0
回復
LV.1
21
2011-10-20 14:53
@zvszcs
[圖片]
這樣算準確不? 我現在做一個輸出71V/5A的 按上述公式算出來的砸比是1:1了 。不知道是否正確。
0
回復
LV.1
22
2011-10-20 14:55
@lxgmvp
做個記號了
這樣算準確不? 我現在做一個輸出71V/5A的 按上述公式算出來的砸比是1:1了 。不知道是否正確
0
回復
2011-10-20 17:07

既然電壓是穩定的DC400V左右,最大占空比Dmax=0.35就不是合適的參數,可以適度加大,能降低銅損,提升效率。

 

0
回復
xji4c04
LV.4
24
2011-10-20 17:33
@世界真奇妙
既然電壓是穩定的DC400V左右,最大占空比Dmax=0.35就不是合適的參數,可以適度加大,能降低銅損,提升效率。 
可以解釋一下嗎?
0
回復
2011-10-20 17:37
@xji4c04
可以解釋一下嗎?
在負載一定的情況下,加大占空比,可同時降低變壓器原付邊的電流有效值。
0
回復
2011-10-20 17:45
@世界真奇妙
在負載一定的情況下,加大占空比,可同時降低變壓器原付邊的電流有效值。
還可以降低整流二極管的反向電壓;還可以降低輸出電抗器的儲能能量;還可以降低輸出電壓的紋波;還可以降低輸出紋波電流。
0
回復
LV.1
27
2011-10-20 17:47
@javike
第四, 計算各繞組線徑1.輸入電流Ip=Pout/(Vin*Dmax*η)=1200/(400*0.352*0.85)=10.0A初級線圈電流有效值Ip_rms=Ip*SQRT(Dmax)=10.0*SQRT(0.352)=5.9A則,初級線圈截面積Swp=Ip_rms/J=5.9/600=0.0098cm2=0.98mm2多股紗包線單根直徑為0.1mm,其單根面積為Sw=3.14*(0.1/2)2=0.00785mm2得,初級所需紗包線股數Nwp=Swp/Sw=0.98/0.00785=124.8PCS,約125PCS。即,初級線圈采用125根單根直徑0.1mm的紗包線。2.次級線圈電流有效值Is_rms=Iout*SQRT(Dmax)=100*SQRT(0.352)=59.3A次級線圈截面積Sws=Is_rms/J=59.3/600=0.0988cm2=9.88mm2次級所需紗包線股數Nws=Sws/Sw=9.88/0.00785=1258.6PCS,約1260PCS。即,次級線圈采用1260根單根直徑0.1mm的紗包線。通常紗包線的電流密度可取范圍較大,一般為400~1200A/CM2,結合常用規格,取:初級線圈采用120根單根直徑0.1mm的紗包線繞55Ts;次級線圈采用1200根單根直徑0.1mm的紗包線繞5Ts。
次級線圈采用1200根單根直徑0.1mm的紗包線繞5Ts-------我不用任何的記算,直觀的覺得你這個有問題.
0
回復
LV.1
28
2011-10-20 17:51
@javike
第三,計算匝比、匝數1.根據公式N=Np/Ns=Vin/Vout=(Vin*Dmax)/(Vo+Vf)其中Vf為輸出二極管正向壓降,取0.8V得匝比N=(400*0.35)/(12+0.8)=10.9375,取匝比N=11驗算最大占空比Dmax,最大占空比Dmax=N(Vout+Vf)/Vin=11*(12+0.8)/400=0.3522.根據公式Np=Vin*Ton/(ΔB*Ae)導通時間Ton=Dmax*Ts,周期Ts=1/Fs*106得初級匝數NP=[Vin*Dmax*(1/Fs*106)]/(ΔB*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(0.201*213)=48.36Ts,取49Ts3.次級匝數Ns=Np/N=49/11=4.45Ts4.取次級匝數Ns=5Ts驗算初級匝數Np,初級匝數Np=Ns*N=5*11=55Ts考慮到輸入電壓較高,采用雙管正激比采用單管正激可以大幅減小MOS的電壓應力,無需消磁繞組。7.再通過初級匝數Np來驗算最大磁通變化量ΔB,最大磁通變化量ΔB=(Vin*Dmax*Ts)/(Np*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(55*213)=0.1767T根據ΔB+Br
初級匝數NP=[Vin*Dmax*(1/Fs*106)]/(ΔB*Ae)={400*0.352*[1/(68*103)*106]}/(0.201*213)=48.36Ts,49Ts--------不想評論什么,只要你實際上繞繞,就知道什么叫痛苦.
0
回復
LV.1
29
2011-10-20 18:53
@
這樣算準確不?我現在做一個輸出71V/5A的按上述公式算出來的砸比是1:1了。不知道是否正確
0
回復
czlw888
LV.7
30
2011-10-20 19:04
@世界真奇妙
還可以降低整流二極管的反向電壓;還可以降低輸出電抗器的儲能能量;還可以降低輸出電壓的紋波;還可以降低輸出紋波電流。
經驗之談,頂一個。
0
回復
bumper_163
LV.7
31
2011-10-20 19:47
@changze
我也覺得雙管正激是比較可靠的,有電子電焊機用雙管正激做的,功率做4000-6500W,,工作在短路開路相當頻繁,就是焊條,,,可靠性相當不錯,電路結構也簡單不少,,控制也只用TLP250就行了,沒有什么特別的保護電路結構,,,最多就是個RDC吸收網絡,,我們廠有幾臺,都用了三年了,,
mark
0
回復