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技術(shù)文章

高頻變壓器各種技術(shù)參數(shù)計算

　高頻變壓器各種技術(shù)參數(shù)計算：
1. 高頻變壓器輸入輸出要求：
　　輸入直流電壓： 200--- 340 V
　　輸出直流電壓： 23.5V
　　輸出電流： 2.5A * 2
　　輸出總功率： 117.5W
　　2. 確定初次級匝數(shù)比：
　　次級整流管選用VRRM=100V正向電流(10A)的肖特基二極管兩個，若初次級匝數(shù)比大則功率所承受的反壓高匝數(shù)比小則功率管反低,這樣就有下式：
　N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾
N1 ----- 初級匝數(shù) VIN(max) ------ *大輸入電壓 k ----- **系數(shù)
N2 ----- 次級匝數(shù) Vrrm ------ 整流管*大反向耐壓
　　這里**系數(shù)取0.9
　　由此可得匝數(shù)比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.6
　　3. 計算功率場效應(yīng)管的*高反峰電壓:
　　Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿
　　Vin(max) ----- 輸入電壓*大值 Vo ----- 輸出電壓
　　Vd ----- 整流管正向電壓
　　Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)
　　由此可計算功率管承受的*大電壓: Vmax ≌ 525.36(V)
　　4. 計算PWM占空比：
　　由⑽式變形可得：
　　D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)
　　D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀
　　D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)
　　由些可計算得到占空比 D≌ 0.481
　　5. 算變壓器初級電感量：
為計算方便假定變壓器初級電流為鋸齒波，也就是電流變化量等于電流的峰值,也就是理想的認(rèn)為輸出管在導(dǎo)通期間儲存的能量在截止期間全部消耗完。那么計算初級電感量就可以只以PWM的一個周期來分析，這時可由⑼式可以有如下推導(dǎo)過程：
(P/η)/ f = 1/2 * I2 * L ⒁
　　P ------- 電源輸出功率 (瓦特) η ---- 能量轉(zhuǎn)換效率 f ---- PWM開關(guān)頻率將⑺式代入⒁式：
　　(P/η)/ f = 1/2 * (EL * ⊿t / L)2 * L ⒂
　　⊿t = D / f (D ----- PWM占空比)
　　將此算式代入⒂式變形可得：
　　L = E2 * D2 *η/ ( 2 * f * P ) ⒃
　　這里取效率為85%， PWM開關(guān)頻率為60KHz.
　　在輸入電壓*小的電感量為：
　　L=2002* 0.4812 * 0.85 / 2 * 60000 * 117.5
　　計算初級電感量為: L1 ≌ 558(uH)
　　計算初級峰值電流：
　　由⑺式可得：
　　⊿i = EL * ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10-6)
　　計算初級電流的峰值為: Ipp ≌ 2.87(A)
　　初級平均電流為： I1 = Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A)
　　6. 計算初級線圈和次級線圈的匝數(shù)：
　　磁芯選擇為EE-42(截面積1.76mm2)磁通密度為防治飽和取值為2500高斯也即0.25特斯拉,這樣由⑹式可得初級電感的匝數(shù)為:
N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10-3)/0.25*(1.76*10-4)
計算初級電感匝數(shù): N1 ≌ 36 (匝)
　　同時可計算次級匝數(shù)： N2 ≌ 5 (匝)
　　7. 計算次級線圈??峰值電流：
　　根據(jù)能量守恒定律當(dāng)初級電感在功率管導(dǎo)通時儲存的能量在截止時在次級線圈上全部釋放可以有下式：
　　由⑻⑼式可以得到：
　　Ipp2=N1/N2* Ipp ⒄
　　Ipp2 = 7.6*2.87
　　由此可計算次級峰值電流為：Ipp2 = 21.812(A)
　　次級平均值電流為I2=Ipp2/2/(1/(1-D))= 5.7(A)
　　6.計算激勵繞組(也叫輔助繞組)的匝數(shù)：
　　因為次級輸出電壓為23.5V，激勵繞組電壓取12V，所以為次級電壓的一半
由此可計算激勵繞組匝數(shù)為: N3 ≌ N2 / 2 ≌ 3 (匝)信
　　激勵繞組的電流取: I3 = 0.1(A)

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