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W推挽变压器设计

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150W推挽变压器的设计(Bm

1.高频变压器设计的要求:

输入电压Uin=12V~

输出电压Uo=350V

输出功率Po=150W(2倍过载正常工作5s)

工作频率fs=50kHz,工作周期Ts=1/f=20μs 效率η=90%

Step1.磁芯型号的选取

AP =

2??????????x108???????????????????????????4

式中:Ton=DmaxxT==9x10-6s

Po=150W

最大工作磁密Bm=Bs/3, Bs=5100Gs, 而△B=2Bm

η=

Kc=1,为铁的填充系数

Kwin=,为变压器的窗口填充系数

J=300A/cm2

可得:AP= , AP=Aw X Ae。Aw为磁芯窗口面积;Ae为磁芯有效截面积。

考虑EE32型号的磁芯,该磁芯的AP= cm4,故选取EE32型号的磁芯。

Step2.原副边绕组匝数的确定

a.原边绕组匝数:

??????????????????????ΔB?10?4?2?????10?4??1=

=

选取N1=2.式中:Uinmin=12V,T=20*10-6s,Dmax=,△B=2*1700Gs,

Ae=

b.匝比

设变压器原边两绕组匝数均为N1,变压器副边总匝数为N2,则定义匝比为n=N2/N1。

考虑副边整流二极管的导通压降及输出滤波电感的电阻,有

n=

????+????+????????????????????????????=

21350+3+0.512?0.45?=32.73 (原边两个绕组)

21

选取n=33,N2=66。

校验实际工作的最大和最小占空比Dmaxreal,Dminreal 。

在低压输入满载时电路工作在最大占空比:

??max????????=

(????+????+??????)?0.5???????????????2/??1=0.446

在高压输入满载时电路工作在最小占空比:

??min????????=

(????+????+??????)?0.5???????????????2/??1=0.346

可见最大和最小占空比都在合适的工作范围内。

Step3.线径:

穿越深度:

Δ=√

22=√=0.2955????

????????2?????μ?γ

式中:μ=4π*10-7,γ=58*106。

因此铜皮的厚度或铜线的线径需要小于2 Δ=。

忽略电感电流的脉动量,在主功率管导通旗舰,流过副边绕组的电流为Io;主功率管都关断期间,流过副边绕组的电流为Io/2。

流过副边绕组的电流有效值:

2??1????????????=√(

????)2???2????max????????+(2???)(1?2??max????????) =

??考虑励磁电流的存在,则单个原边线圈电流的有效值:

IPrms=*nISrms/=

原边铜皮截面积:

ScuP=Iprms/J=,取J=5A/mm2

副边绕组导线截面积:

ScuS=ISrms/J=,取J=5A/mm2

原边由铜导线绕制,选择截面积小的铜导线多股并绕,且多股铜导线的总面积不小于。(可选10股直径为的漆包线并绕。最大外径为)

副边选用标称的漆包线,截面积为,最大外径为。

Step4.核算变压器窗口系数

????????=

2???1?10?0.2462+??2?0.09621?????????102=0.167<0.3

窗口系数在合理的范围内,说明绕组能够绕的下。

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