正激式變壓器參數計算

開關電源分析

最近在忙著制作和調試電源方面的軟件，如下圖所示，目的就是讓想進入電源行業(yè)但是不知道從何入手的同學可以有數據參照驗證電源各個參數，從而培養(yǎng)出更加濃厚的興趣繼續(xù)學習：

  繼續(xù)我們之前的內容，今天我們用一款12V/25A汽車正激式充電電池變壓器的數據當例子對正激式變壓器參數進行簡易計算：
  首先還是先確定變壓器的技術參數：
輸入最低電壓設置為Vin（min））：180
輸入最高電壓設置為Vin(max）：264V
遵循高壓低頻，所以我們輸入頻率為fi：50Hz
因為是汽車電源，所以輸出電壓Vo為：12V
輸出電流Io為：25A
電源輸出功率：Po=Vo*Io=300W
變壓器效率n=80%
變壓器工作頻率：fs=60KHz
  我們首先選擇變壓器的材質為PC40，考慮到自冷散熱方式，△B取0.2T
  接下來我們可以求出變壓器的AP值
  根據公式AP=AW*Ae，我們可以得到：AP=（PS*104）/（2*△B*fs*J*Ku）
  其中Ps為變壓器的傳送功率，在理想狀態(tài)下，這個參數和電源輸入功率相等，根據二極管的壓降為0.7，加上損耗，我們假設變壓器輸出端電壓與輸出電壓之間的差值為1V，那么變壓器輸出端輸出功率：P1=（Vo+1）*Io=325W；按照正激式變壓器傳送視在功率公式：Ps=P1/n+P1，我們得到Ps=325/0.8+325=731.25W。
  我們知道電流密度J（A）取J=400A/cm2；Ku銅窗占用系數取0.2；那么：
AP=（731.25*10^^4）/（2*0.2*60*10^3*400*0.2）=3.8cm2
  根據變壓器磁芯參數表，我們選用ER42/15 PC40；磁芯參數為AP=4.3262cm4；Ae=194mm2；Aw=223mm2; Ve=19163mm3;AL=4690+-25%；Pt=433W。
  接下來我們要計算初級匝數和次級匝數
  首先根據公式n=Np/Ns=Vi/Vo=[Vin(min)*Dmax]/（Vo+Vf）
  我們先假設Dmax=0.4
Vf為二極管正向壓降，取1V
Vin（min）=180*0.9*1.414-20=209
Vin（max）=264*1.414=373.296V
N=(209*0.4)/(12+0.7)=6.58
  那么：Np=Vin（min）*Ton/(△B*Ae）
Ton為MOS導通時間，Ton=Dmax/fs=0.4/60*10^3=6.66uS
Np=(209*6.666)/(0.2*194)=35.9 取Np=36Ts
  計算Ns；Ns=Np/n=36/6.43=5. 59 取Ns=6Ts
  最后檢查△B合理性
△B=[Vin（min）*Dmax*Ts]/（Np*Ae）=（209*6.66）/(36*194)=0.2T
  我們用軟件進行簡易計算得到數據如下圖所示，當然軟件目前還在初級階段，各個功能還在繼續(xù)完善中：