开关电源变压器设计

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1、开关电源变压器设计（草稿）开关变压器是将DC电压﹐通过自激励震荡或者IC它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC电压﹒变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒N工频变压器与高频变压器的比较﹕工频高频E＝4.4fNAeBmf=50HZE＝4.0fNAeBmf=50KHZNAeBm效率﹕η=60-80%(P2／P2+Pm+PC)η>90%((P2／P2+Pm)功率因素﹕Cosψ=0.6-0.7(系统100W

2、供电142W)Cosψ>0.90(系统100W供电111W)稳压精度﹕ΔU%=1%(U20-U2／U20*100)ΔU<0.2%适配.控制性能﹕差好体积.重量大小EMI濾波電路整流濾波隔離變壓器整流濾波電路PWM控制電路間隙震蕩﹒功率因素改善﹒保護電路﹒IC光電耦合電路取樣﹒放大ACACDCDCSPS開關電源方框圖分立元件IC（典形電路）开关变压器主要工作方式一.隔离方式:有隔离;非隔离(TV&TVM11)二.激励方式:自激励;它激励(F+&IC)三.反馈方式:自反馈;它反馈(F-&IC)四.控制方式:PWM:PFM(T&TON)五.常用电

3、路形式:FLYBACK&FORWARD非隔离:P-S共用地﹐俗稱熱底板有隔离:P-S不共用地一.隔离方式:S2S1P=300V220V*√2-VDF－取樣分立元件震蕩P=300VS1=120VS1=110VS2=57VF＋激勵S3=16V分立元件自激勵﹕用變壓器F+自激勵震蕩它激勵﹕用集成IC它激勵間歇震蕩二.激励方式:S1=85VS1=120VS1=120VS2=12VS1=40VＩＣP=40VP=300VS3=±12VF+=5VVS2=5V控制電路VoVi单端反激励(Flyback)控制電路VoViTr单端正激励(Forward)-Tr

4、+Tr:TonIRLIRL开关变压器主要设计参数静态测试参数:RDC.L.LK.LDC.TR.IR.HI-POT.IVO-P.Cp.Z.Q.…………..动态测试参数:Vi.Io.Vo.Ta.U.FDmax………….材料选择参数CORE:P.Pc.ui.AL.Ae.Bs…….WIRE:Φ℃.ΦImax.HI-POT……..BOBBIN:UL94V--O.(PBT.PHENOLIC.NYLON)……….TAPE:℃.δh.HI-POT……..制程设置要求PN…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN.SN(SOL.SPC).Φn.Mtape

5、:δ&wTAPE:δ&w.V℃……..三.反馈方式:它反饋﹕用集成IC接受輸出光電耦合信號﹐調整Ton,達到輸出穩定﹒自反饋﹕用變壓器F-同步于主輸出調整理Ton,達到輸出穩定﹒;它ICS1=120VS2=5VS1=85VS3=+20VS4=+12VP=300VP=300V220V*√2-VDF+=5VS2=26VS3=16VF-=12VS1=120V激勵取樣分立元件F＋=8V四.控制方式:PWM:PFMTon恒定T可變Ton可變T恒定脉冲宽度调制脉冲频率调制五.常用电路形式:单端反激励FLYBACK单端正激励FORWARD控制電路VoVi

6、Tr控制電路VoViTrTonRfzToffRfz开关变压器主要设计参数静态测试参数:RDC.L.LK.LDC.TR.IR.HI-POT.IVO-P.Cp.Z.Q.…………..动态测试参数:Vi.Io.Vo.Ta.U.FDmax………….材料选择参数CORE:P.Pc.ui.AL.Ae.Bs…….WIRE:Φ℃.ΦImax.HI-POT……..BOBBIN:UL94V--O.(PBT.PHENOLIC.NYLON)……….TAPE:℃.δh.HI-POT……..制程设置要求..傳遞磁能區間增加加GAP曲線Br下降﹐ΔB增加傳遞能力增大﹒Bs

7、:飽和磁通(束)密度Br:殘留磁通(束)密度Hs:飽和磁場強度Hc:保磁力(矯頑力)Ui:初始導磁率单端反激励FLYBACK调节TON使能量守恒定1/2*LP*IPK2=1/2*LS*ISK2TonBrBmI2BacIdcHBBdcBmBrToffBmBr開關變壓器應用磁滯回線描述變壓器導通Ton和截止Toff的變化單端反激勵(Flyback)一.波形Ton變壓器能量守恒﹐就是利用Ton調整Vo﹒ViDmax=Ton/TToffT=1/fTon=1/f*DmaxIpCL放電電流IpkIrΦIΦ磁通變化BBBmΦr单端反激励(Flyback)

8、波形分为:临界状态,非连续状态,连续状态(常用状态).二.設計公式Po=1／2LIpk2*f(η)Vimin=Ipk*Lp／TonPo／ViminIpk=2Po／DmaxVimi