...與設計(連載十七)正激式開關電源變壓器初、次級線圈匝數比的計算

2021-01-12 電子產品世界

1-6-3-2-2.變壓器初、次級線圈匝數比的計算

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227981.htm

正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關的佔空比有關,因此,在計算正激式開關電源變壓器初、次級線圈的匝數比之前,首先要確定控制開關的佔空比D,把佔空比D確定之後,根據(1-77)式就可以計算出正激式開關電源變壓器的初、次級線圈的匝數比:

Uo = Ua =nUi× Ton/T = Upa×D —— 整個周期 (1-77)

由(1-77)可以求得:

n=Uo/Ui*T —— 變壓器匝數比 (1-97)

上式中,n為正激式開關電源變壓器次級線圈與初級線圈的匝數比,即:n = N2/N1 ;Uo為輸出直流電壓,Ui為變壓器初級輸入電壓,D為控制開關的佔空比。

在正常輸出負載的情況下,正激式開關電源控制開關的佔空比D最好取值為0.5左右。這樣,當負載比較輕的時候,佔空比D會小於0.5,雖然儲能濾波電感會出現斷流,儲能濾波電容充電時間縮短,放電時間增加,但由於輸出電流比較小,儲能濾波電容充、放電的電流也很小,所以在電容兩端產生的電壓紋波不會增大,反而減小;當輸出負載比較重的時候,控制開關的佔空比D會大於0.5,此時流過儲能濾波電感的電流為連續電流,輸出電流增大,儲能濾波電容充電的時間增加,放電的時間縮短,因此,電容兩端產生的電壓紋波也不會增大很多。

因此,如果正激式開關電源電路中的儲能濾波電感和儲能濾波電容充電以及控制開關佔空比,三者取得合適,輸出電壓紋波會很小。正激式開關電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組與初線圈N1繞組的匝數比n一般為1 :1 ,即:N3/N1 = 1。如果n大於1,反饋線圈N3繞組與整流二極體D3的限幅保護作用就會增強,但流過反饋線圈N3繞組和整流二極體D3的電流也會增大,從而會增加損耗;如果n小於1,反饋線圈N3繞組與整流二極體D3的限幅保護作用就會減弱,尖峰脈衝很容易把電源開關管擊穿。

正激式開關電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組匝數的計算與限幅穩壓二極體的計算方法是很相似的,不過線圈匝數與穩壓二極體的擊穿電壓正好相反,擊穿電壓取得越高限幅保護的作用反而越弱。

這裡順便提一下,變壓器線圈漆包線的電流密度一般取每平方毫米為2~3安培比較合適。當開關電源的工作頻率取得很高時,電流密度最好取得小一些,或者用多股線代替單股線,以免電流在導體中產生趨膚效應,增大損耗使導線發熱。另外,目前繞制變壓器使用的漆包線大部分都不是純銅線,因此電阻率相對比較大,把這些因素一起考慮,電流密度更不能取高。


相關焦點

  • 開關電源原理與設計(連載十七)正激式開關電源變壓器初、次級線圈...
    1-6-3-2-2.變壓器初、次級線圈匝數比的計算本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227981.htm正激式開關電源
  • 變壓器初、次級線圈匝數比的計算
    http://www.eepw.com.cn/article/180288.htm正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關的佔空比有關,因此,在計算正激式開關電源變壓器初、次級線圈的匝數比之前,首先要確定控制開關的佔空比D,把佔空比D確定之後,根據(1-77)式就可以計算
  • 電源設計中變壓器的初、次級線圈匝數比算法
    正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關的佔空比有關,因此,在計算正激式開關電源變壓器初、次級線圈的匝數比之前,首先要確定控制開關的佔空比D,把佔空比D確定之後,根據(1-77)式就可以計算出正激式開關電源變壓器的初、次級線圈的匝數比
  • 開關電源原理與設計(連載十六)正激式開關電源變壓器參數的計算
    正激式開關電源變壓器參數的計算本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227992.htm正激式開關電源變壓器參數的計算主要從這幾個方面來考慮。一個是變壓器初級線圈的匝數和伏秒容量,伏秒容量越大變壓器的勵磁電流就越小;另一個是變壓器初、次級線圈的匝數比,以及變壓器各個繞組的額定輸入或輸出電流或功率。關於開關電源變壓器的工作原理以及參數設計後面還要更詳細分析,這裡只做比較簡單的介紹。1-6-3-2-1.
  • 開關電源原理與設計(連載31)推挽式開關電源變壓器參數的計算
    推挽式變壓器的鐵心一般都可以不用留氣隙,因此,變壓器鐵心的導磁率比單激式變壓器鐵心的導磁率高出很多,這樣,推挽式變壓器各線圈繞組的匝數就可以大大的減少,使變壓器的鐵心體積以及變壓器的總體積都可以相對減小。 推挽式開關電源變壓器的計算方法與前面正激式或反激式開關電源變壓器的計算方法大體相同,只是對變壓器鐵心磁感應強度的變化範圍選擇有區別。
  • 開關電源正激式變壓器的工作原理解析
    正激式變壓器開關電源輸出電壓的瞬態控制特性和輸出電壓負載特性,相對來說比較好,因此,工作比較穩定,輸出電壓不容易產生抖動,在一些對輸出電壓參數要求比較高的場合,經常使用。 1-6-1.正激式變壓器開關電源工作原理 所謂正激式變壓器開關電源,是指當變壓器的初級線圈正在被直流電壓激勵時,變壓器的次級線圈正好有功率輸出。
  • 開關電源原理與設計(連載41)半橋式開關電源變壓器參數的計算
    A)半橋式開關電源變壓器初級線圈匝數的計算 半橋式變壓器開關電源與推挽式開關電源一樣,也屬於雙激式開關電源,因此用於半橋式開關電源的變壓器鐵心的磁感應強度B,可從負的最大值-Bm,變化到正的最大值+Bm,並且變壓器鐵心可以不用留氣隙。
  • 開關電源原理與設計(連載45)全橋式開關電源變壓器參數的計算
    A)全式開關電源變壓器初級線圈匝數的計算 全橋式變壓器開關電源與推挽式開關電源一樣,也屬於雙激式開關電源,因此用於全橋式開關電源的變壓器鐵心的磁感應強度B,可從負的最大值-Bm,變化到正的最大值+Bm,並且變壓器鐵心可以不用留氣隙。
  • 反激式開關電源變壓器初級線圈電感量的計算方法
    反激式開關電源與正激式開關電源不同,對於如圖1-19的反激式開關電源,其在控制開關接通其間是不向負載提供能量的,因此,反激式開關電源在控制開關接通期間只存儲能量,而僅在控制開關關斷期間才把存儲能量轉化成反電動勢向負載提供輸出。
  • 開關電源原理與設計(連載17)
    1-6-3-2-2.變壓器初、次級線圈匝數比的計算 正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關的佔空比有關,因此,在計算正激式開關電源變壓器初、次級線圈的匝數比之前,首先要確定控制開關的佔空比D,把佔空比D確定之後
  • 單端反激式開關電源變壓器設計的基本工作原理
    當原邊繞組導通期間,次級繞組輸出電壓為上負下正,整流二極體VD1和VD2截止,輸出電容Co和Cf放電;當原邊繞組截止時次級輸出電壓為上正下負,整流二極體VD1和VD2導通,輸出電容Co和Cf充電,與正激式電路充放電過程相反。可以從輸入輸出電壓、電流波形關係圖一(b)中得出DCM模式下的工作過程。
  • 識破變壓器開關電源致命原理
    如果變壓器鐵心中的磁通ф產生突變,變壓器的初、次級線圈就會產生無限高的反電動勢,反電動勢又會產生無限大的電流,而電流在線圈中產生的磁力線又會抵制磁通的變化,因此,變壓器鐵心中的磁通變化,最終還是要受到變壓器初、次級線圈中的電流來約束的。
  • 如何計算反激式變壓器開關電源電路參數
    反激式變壓器開關電源電路參數計算基本上與正激式變壓器開關電源電路參數計算一樣,主要對儲能濾波電感、儲能濾波電容,以及開關電源變壓器的參數進行計算。
  • 減少開關電源變壓器損耗方法與開關電源變壓器的渦流損耗分析
    開關電源變壓器是加入了開關管的電源變壓器,在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能,還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開關電源等涉及高頻電路的場合。開關電源變壓器和開關管一起構成一個自激(或他激)式的間歇震蕩器,從而把輸入直流電壓調製成一個高頻脈衝電壓。
  • 秒伏容量和線圈匝數的計算
    伏秒容量表示一個變壓器能夠承受多高的輸入電壓和多長時間的衝擊。因此,變壓器的伏秒容量US越大,表示流過變壓器初級線圈的勵磁電流就越小。一般變壓器的勵磁電流都是不提供功率輸出的,只有反激式開關電源是例外,因此,在正激式變壓器開關電源或雙激式變壓器開關電源中,勵磁電流越小,表示開關電源的工作效率越高。
  • 線圈中電流計算及線徑選擇
    推薦閱讀 電源設計中變壓器的初、次級線圈匝數比算法 正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關的佔空比有關,因此,在計算正激式開關電源變壓器初
  • 反激式開關電源變壓器是這麼計算的
    設計反激式變壓器時,讓 反激式開關電源工作在一個合理的工作點上尤為重要,原因在於,這樣不僅可以讓其發熱儘量減小,而且對器件的磨損也會相應減小。也就是說,在晶片和磁芯等同 的情況下,變壓器如果設計不合理,則會導致整個開關電源的性能出現大幅度下降,比如如損耗的增加和最大輸出功率的下降,那麼,本文就將對如何計算出最合理的反激式變壓器其方法進行詳解。
  • 一種反激式開關電源的變壓器EMC設計方法實現
    通過實驗驗證,與傳統的設計方法相比,該方法對傳導電磁幹擾(EMI)的抑制能力更強,且能降低變壓器的製作成本和工藝複雜程度。本方法同樣適用於其他形式的帶變壓器拓撲結構的開關電源。電路中的其他部分如果設計恰當也可以完成與濾波器相似的工作。本文提出了變壓器的噪聲活躍節點相位乾燥繞法,這種設計方法不僅能減少電源線濾波器的體積,還能降低成本。反激式開關電源的共模傳導幹擾電子設備的傳導噪聲幹擾指的是:設備在與供電電網連接工作時以噪聲電流的形式通過電源線傳導到公共電網環境中去的電磁幹擾。
  • 開關電源設計之漏感與分布電容對輸出波形的影響
    C1,則有下面關係式:上式中, Wc2為次級線圈分布電容C2存儲的能量, Wc1為C2等效到初級線圈後的分布電容C1存儲的能量;U1、U2分別為初、次級線圈的電壓,U2 = nU1,n = N2/N1為變壓比,N1 、N2分別為初、次級線圈的匝數。
  • 一款IC開關電源的反激式變壓器設計方案(一)
    1〕反激式變壓器設計介紹本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/328092.htm  反激式電源變換器設計的關鍵因素之一是變壓器的設計。在此我們所說的變壓器不是真正意義上的變壓器,而更多的是一個能量存儲裝置。在變壓器初級導通期間能量存儲在磁芯的氣隙中,關斷期間存儲的能量被傳送給輸出。初次級的電流不是同時流動的。