变压器核心最小的体积,最低的温升和成本完成
设计要点:不饱和,绕的下,发热可接受
其中反激拓扑就是设计电感,感量一定条件下,开气息降低磁导率,增加储能!

其中正激拓扑是励磁电流小(相当于抽水机的饮水,不向后传递能量,只负责激磁),尽量选择感量大,高饱和B值和剩余BR值小的铁氧体材料
绕的下,尽量绕,窗口系数,考虑安规,磁损和铜损一半半
1多大的CORE磁芯传递多少能量,
2磁型和材质选择
3根据拓扑计算电参数,计算匝数比,计算绕线匝数和电流,选择电流密度和线径
3绕法,三明治,漏感和匝间电容,应力和EMI折中

正激变压器的设计
本文以一个13.8V20A的汽车铅酸电池充电器变压器计算过程为例,来说明正激变压器的计算过程
1、規格参数(SPEC):
INPUT:AC180V~260V50Hz
OUTPUT:(Uomax=14.7V)20A
Pout:274W(Pomax=294W)
η≧80%,fs:60KHZ;
主电路拓扑采用单管正激自冷散热
2、選擇core,△B
选择PC40材质Core,考虑到是自冷散热的方式,取ΔB=0.20T
3、確定coreAP值.定core规格型号
AP=AW×Ae=(Ps×104)/(2×ΔB×fs×J×Ku)
Ps:变压器視在功率(W)Ps=Po/η+Po(正激式)
Ps=294/0.8+294=661.5W
J:電流密度(A).取400A/cm2
Ku:銅窗占用系數.取0.2
AP=(661.5×104)/(2×0.20×60×103×400×0.2)≈3.4453cm2
選用COREER42/15PC40.其參數為:
AP=4.3262cm4Ae=194mm2Aw=223mm2Ve=19163mm3
AL=4690±25%Pt=433W(100KHz25℃)
4、計算NpNs.
(1).計算匝比n=Np/Ns設Dmax=0.4
n=Np/Ns=Vi/Vo=[Vin(min)×Dmax]/(Vo+Vf)
Vf:二极管正向壓降取1V
Vin(min)=180×0.9×√2-20=209VDC
Vin(max)=260×√2=370VDC
n=(209*0.4)/(13.8+0.7)=5.766取5.5
CHECKDmax
Dmax=n(Vo+Vf)/Vin(min)=5.5
(13.8+1)/209=0.3868≈0.387
Dmin=n(Vo+Vf)/Vin(max)=5.5
(13.8+1)/370=0.218
(2).計算Np
Np=Vin(min)×ton/(ΔB×Ae)
Ton:MOS管导通时间ton=Dmax/fs=0.387/60×103=6.33uS
Np=(209×6.33)/(0.20×194)=34.1取34TS
(3).計算Ns
Ns=Np/n=34÷5.5=6.18取整为6TS
(4).CHECKNp(以Ns驗算Np)
Np=Ns×n=6×5.5=33TS取Np=33TS
(5).確定NR
NR=Np=33TS
(6).CHECKΔB之選擇合理性.
ΔB=[Vin(min)×Dmax×Ts]/(Np×Ae)
=(209×6.33)/(33×194)=0.2067T
5、計算线径:(1).求初級線徑dwp:
Ip=Pi/VL=Po/(η×Dmax×VIN)=294/(0.80×0.38×209)=4.63A
Iprms=Ip×√D=4.63×√0.38=2.854A
Awp=I/J=2.854/5=0.571mm2
dwp=√(4Awp/π)=√(4×0.571/3.14)=0.853mm
Φ0.9mmorΦ0.55mm×2
(2).求NR繞組線徑dwR.
NR=33TSL=N2×AL
L=332×4690×0.75=3.83mH
Im=Vin(min)×ton/L=(209×6.33)/(3.83×103)≈0.345A
AWN=0.345/5=0.0691mm2
dwN=√(4×0.0691/3.14)=0.235mm取Φ0.28mm
(3).求繞組Ns之線徑dws
Isrms=16×√0.35=9.47A(设计输出电流最大为16A)
Aws=I/J=9.47÷5=1.9mm2
查ER42/15BOBBIN幅寬27.5mm±0.3mm.考虑扣除挡墙約6mm,則有
27.5-6=21.5mm之可繞寬度,預留適當空間(1.5mm),W=20mm
則:
dws=√(4Aws/π)=√(4×1.9/3.14)=1.56mm
选用Φ0.40mm×4
6、计算副边输出储能电感的感量
Lo=Vo×(1-Dmin)÷(0.2×Io×Fs)
=13.7×(1-0.218)÷(0.2×20×60×103)
=10.7134÷(240×103)
=45μH