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反激式开关电源隔离变压器设计步骤-华为
二.设计步骤
1. 1. 高频下电流穿透深度为(单位:cm) :D
6.62 f
导线直径(单位:cm) :d=2D(然后选择相近的导线)
d2 导线裸线面积 Aw 4 1 2. T (s) f
3. 计算晶体管最大导通时间: ton max 4. 计算总的负载功率:
TDmax (s)
lg L 0.4 Ac F 10 8
23. 计算磁通密度的峰值:
0.4 N np FI p pk 104 B pk (T ) MPL lg m
24. 计算一次新的:
(μΩ / cm) (New)μΩ / cm (μΩ / cm 1.7 / A w) S np
25. 计算一次绕组的电阻:
最大占空比:
最小占空比:
Dmin
最大导通时间:
ton max TDmax T (1 Dmin )
最大截止时间: toff max 电感器电流的变化量:
I
TVin max Dmin 1 Dmin L I 2
电感器的峰值电流:
I pk I o max
I 2
不连续电流模式时 Buck-Boost 倒向变换器的设计公式
电感 L: Lmax
V V T 1 Dmax Dw o d
2 I o max
2
(H )
最大占空比: Dmax
Vo Vd 1 Dw
Vo Vd Vin min
最小占空比: Dmin
I p pk ton 3T
7. 计算一次电流的有效值: I p rms
8. 计算最大输入功率: P in max
Po max
2 Vin min
9. 计算等效输入电阻: Rin equiv
Pin (max)
10. 计算要求的一次电感量 L:
L p max
最大输入功率: Pin max
Po max
2 Vin min
等效输入电阻: Rin equiv
Pin (max) 2 Pin max T
一次电流峰值: I p pk
t on max Vin min
连续电流模式具有隔离 Buck-Boost 倒向变换器的设计公式
I 2 s 2 rms R s( 2 W)
Nt Aw N p S np N s1S ns1 N s 2 Sns 2 Aw Ku Wa Wa
44. 计算总铜损: P Cu
Pp Ps1 Ps 2
45. 计算次设计的调整率: α
PCu / Po 100%
不连续电流模式时 Boost 变换器的设计公式
电感 L:
Lmax
V V TDmax 1 Dmax Dw o d
2 I o max
2
(H )
最大占空比:
Dmax
Vo Vin min Vd 1 Dw V o
Vo Vin max Vd 最小占空比: Dmin 1 Dw V o 最大导通时间: ton max TDmax
连续电流模式时 Buck-Boost 倒向变换器的设计公式 电感 L: Lmax
V Vd T 1 Dmin o
2 I o min
Vo Vo Vin min Vo Vo Vin max
TDmax T (1 Dmin )
(H )
最大占空比: Dmax
Rin equiv T ( Dmax ) 2 2
2 LI p pk
(H )
11. 计算能量处理能力:W 12. 计算电状态系数: K e
2
(J)
0.145 Po Bm 104
13. 计算磁芯几何常数 Kg(cm5)
W2 K g 1.35 (α=1) K e
14. 根据 Kg 由上表选择磁芯:
Vo Vd 1 Dw
Vo Vd Vin max
TDmax T (1 Dmin Dw )
最大导通时间: ton max 最大截止时间: toff max
电感器的电流峰值: I pk
2 Po max
Vin min Dmax
2
2W 104 (A/cm2) J Bm Ap K u
16. 计算一次导线面积: Apw B
I p rms J
(cm2)
17. 计算需要的一次导线股数: Snp
A pw (B) Aw
18. 计算一次绕组的匝数:Wap 为一次绕组占窗口的面积
Wap Np
Wa 2x
最小占空比: Dmin
1
最大导通时间: ton max 最大截止时间: toff max
TDmax T (1 Dmin )
电感器的电流变化量: I
TVin max Dmin L
电感器电流的峰值: I pk
I o max 1 Dmax
磁路长度 MPL(cm) ,铁心质量 Wtfe(g) ,铜质量 Wtcu(g),平均匝长 MLT(cm),磁芯面积 Ac(cm2),窗口 面积 Wa(cm2),面积积 Ap(cm4),磁芯几何常数 Kg(cm5), 表面积 At(cm2),磁导率μ,绕组长度 G
15. 计算电流密度 J,利用窗口利用系数 Ku=0.29
(μΩ / cm) (S2)μΩ / cm (μΩ / cm 1.7 / A w) S ns 2
41. 计算二次绕组 2 的绕组电阻:
Rs 2 MLT N s 2 106 () cm
42. 计算二次绕组 2 的铜损: Ps 2 43. 计算窗口利用系数:
最大截止开时间:
toff max T 1 Dmin
I pk 2 I 0 max 1 Dw
电感器的电流峰值:
连续电流模式时 Buck 变换器的设计公式
电感 L:
L
VoT 1 Dmin (H ) 2 I o min
Dmax Vo Vin min Vo Vin max
28. 计算二次电流 Is1 的峰值 Is1(pk)
I s1 (pk)
2 I o1 1 Dw Dmax
29. 计算二次电流 Is1 的有效值:
I s1 (rms) I s1 (pk)
1 Dw Dmax 3
30. 计算二次导线 1 的面积: Asw1 B
I s1 rms J
最小占空比: Dmin
最大导通时间: ton max 最大截止时间: toff max
电感器的电流变化量: I
TVin max Dmin L
I 2
电感器电流的峰值: I pk
I o max 1 Dmax
不连续电流模式具有隔离 Buck-Boost 倒向变换器的设计公式
R p MLT N np 106 () cm
26. 计算一次铜损: Pp
I 2 p rms R( p W)
27. 计算二次绕组 1 的匝数:
N s1
N np Vo1 Vd 1 Dmax Dw Vin min Dmax
46. 计算交流磁通密度:
0.4 N 2 Ac 108 MPL 19. 计算需要的气隙: l g (cm) L m
20. 计算以圆密耳为单位的等效气隙: mils 21. 计算边缘磁通系数: F
lg 393.7
1
lg Ac
ln
2G lg
22. 通过引入边缘磁通系数 F 计算新的绕组匝数:
N np
Vin max Dmin T (H ) 电感 L: L 2 Pin min
最小占空比: Dmin
2
Vin min Vin max
Dmax
最大导通时间: ton max 最大截止时间: toff max 最小输入功率:
TDmax T (1 Dmin )
34. 计算二次绕组 1 的铜损:
Ps1 I 2 s1 rms R( s1 W )
35. 计算二次绕组 2 的匝数:
Ns 2
N np Vo 2 Vd 1 Dmax Dw Vin min Dmax
36. 计算二次电流 Is2 的峰值: I s 2 (pk) 37. 计算二次电流 Is2 的有效值:
一次电感: L p max
Rin equiv T ( Dmax ) 2 2
TDmax
(H )
最大导通时间: ton max 最大截止时间: toff max 总输出功率:Po max
T (1 Dmin Dw )
I o1 max (Vo1 Vd ) I o 2 max (Vo 2 Vd ) ...
31. 2 计算需要的二次绕组 1 的导线股数:
S ns1
32. 计算二次绕组 S1 的:
Asw1 B Aw
(μΩ / cm) (S1)μΩ / cm (μΩ / cm 1.7 / A w) S n s1
33. 计算二次绕组 1 的电阻:
Rs1 MLT N s1 10 6 () cm
2Io2 1 Dw Dmax
Is2 (rms) I s 2 (pk)
1 Dw Dmax 3
38. 计算二次绕组 2 所需的导线面积: Asw 2 B 39. 计算二次绕组 2 所需的导线股数: S ns 2 40. 计算二次绕组 2 的: