關于單端反激變換器的變壓器設計
由于單端反激變換器在小功率開關電源設計中應用非常廣泛,且多路輸出較方便.單端反激電源的工作模式有兩種,電流連續模式和電流斷續模式.前者適用于較小功率,副邊二極管沒有反向恢復的問題,但MOS管的峰值電流相對較大;后者MOS管的峰值電流相對較小,但存在副邊二極管的反向恢復問題,需要給二極管加吸收電路.這兩種工作模式可根據實際需求來選擇.
在工作中,為了方便變壓器設計,我總結了一點設計方法,現傳上來供大家討論,希望大家對我的設計方法指出不足之處.
1093918982.doc
關于單端反激變換器的變壓器設計,帖子太長了,請大家不要再回了.
全部回復(652)
正序查看
倒序查看
*********謝謝你的資料 ************
有幾個還不清楚問題問問:
“線路主開關管的耐壓Vmos”在TOPSwitch系列中是否就是TOP管的耐壓值?
“副邊反射電壓即反激電壓Vf”可否理解就是原邊產生的反向電動勢?
“留有一定的裕量150”是否就是漏感產生的尖峰電壓?
“一般連續模式設計,我們令Ip2=3Ip1
這樣就可以求出變換器的原邊電流,由此可以得到原邊電感量:
Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;對于斷續模式,ΔIp=Ip2 .
可由AwAe法求出所要鐵芯:”你說相反是哪里相反?
AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14
有幾個還不清楚問題問問:
“線路主開關管的耐壓Vmos”在TOPSwitch系列中是否就是TOP管的耐壓值?
“副邊反射電壓即反激電壓Vf”可否理解就是原邊產生的反向電動勢?
“留有一定的裕量150”是否就是漏感產生的尖峰電壓?
“一般連續模式設計,我們令Ip2=3Ip1
這樣就可以求出變換器的原邊電流,由此可以得到原邊電感量:
Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;對于斷續模式,ΔIp=Ip2 .
可由AwAe法求出所要鐵芯:”你說相反是哪里相反?
AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14
0
回復
@xiaof
*********謝謝你的資料************有幾個還不清楚問題問問: “線路主開關管的耐壓Vmos”在TOPSwitch系列中是否就是TOP管的耐壓值? “副邊反射電壓即反激電壓Vf”可否理解就是原邊產生的反向電動勢? “留有一定的裕量150”是否就是漏感產生的尖峰電壓? “一般連續模式設計,我們令Ip2=3Ip1這樣就可以求出變換器的原邊電流,由此可以得到原邊電感量:Lp=DMax•VinDCMin/fs•ΔIp對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;對于斷續模式,ΔIp=Ip2.可由AwAe法求出所要鐵芯:”你說相反是哪里相反?AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14
希望對你有用.
1,Vmos在TOP系列中就是TOP管的耐壓.
2,可以理解為原邊產生的反向電動勢.
3,留有裕量,一方面是要考慮漏感產生的尖峰,令一方面是考慮到開機的前幾個周期里MOS上的電壓比較高.
4,文章里沒有說反,是論壇里的幾句說反了.
1,Vmos在TOP系列中就是TOP管的耐壓.
2,可以理解為原邊產生的反向電動勢.
3,留有裕量,一方面是要考慮漏感產生的尖峰,令一方面是考慮到開機的前幾個周期里MOS上的電壓比較高.
4,文章里沒有說反,是論壇里的幾句說反了.
0
回復
@乞力馬扎羅的雪
希望對你有用.1,Vmos在TOP系列中就是TOP管的耐壓.2,可以理解為原邊產生的反向電動勢.3,留有裕量,一方面是要考慮漏感產生的尖峰,令一方面是考慮到開機的前幾個周期里MOS上的電壓比較高.4,文章里沒有說反,是論壇里的幾句說反了.
**************共享喲***************
我有一套設計變壓器的資料,是沙占友書里面的,你看看,指點一下區別!我用他的方法計算結果和你的方法結果不一樣,比如在初級電感量LP.希望能就此指點一二!
(由于資料繁雜,你看能不能就在資料上用紅色字體進行點評在發到帖子上來?)1066795870.doc
我有一套設計變壓器的資料,是沙占友書里面的,你看看,指點一下區別!我用他的方法計算結果和你的方法結果不一樣,比如在初級電感量LP.希望能就此指點一二!
(由于資料繁雜,你看能不能就在資料上用紅色字體進行點評在發到帖子上來?)1066795870.doc
0
回復
@乞力馬扎羅的雪
差異大嗎?是否可以把你計算的過程寫一下.
************看看************
比如說:
沙占友的《新型單片開關電源的設計與應用》上介紹的初級感應電壓Vor(即你說的反激電壓)在AC85V~265V輸入時一般取135V.好!如果再提供幾個條件:1電源效率80% 2輸出24V/0.8A 3連續模式 4輸入整流后DC90V~380V 5 最大占空比63% 6開關頻率fs=100KHz
來進行如下計算:
1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η
得出Ip=0.22
然后計算:Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
(對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;)
得出Lp=249.48 微亨
但是這個Lp值與沙占友的LP計算公式計算出來的值相差很大(公式在我提供的資料中,你看了么?)這是為何呢?
比如說:
沙占友的《新型單片開關電源的設計與應用》上介紹的初級感應電壓Vor(即你說的反激電壓)在AC85V~265V輸入時一般取135V.好!如果再提供幾個條件:1電源效率80% 2輸出24V/0.8A 3連續模式 4輸入整流后DC90V~380V 5 最大占空比63% 6開關頻率fs=100KHz
來進行如下計算:
1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η
得出Ip=0.22
然后計算:Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
(對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;)
得出Lp=249.48 微亨
但是這個Lp值與沙占友的LP計算公式計算出來的值相差很大(公式在我提供的資料中,你看了么?)這是為何呢?
0
回復
@xiaof
************看看************比如說: 沙占友的《新型單片開關電源的設計與應用》上介紹的初級感應電壓Vor(即你說的反激電壓)在AC85V~265V輸入時一般取135V.好!如果再提供幾個條件:1電源效率80% 2輸出24V/0.8A 3連續模式 4輸入整流后DC90V~380V5最大占空比63% 6開關頻率fs=100KHz來進行如下計算: 1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η 得出Ip=0.22 然后計算:Lp=DMax•VinDCMin/fs•ΔIp (對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;) 得出Lp=249.48微亨 但是這個Lp值與沙占友的LP計算公式計算出來的值相差很大(公式在我提供的資料中,你看了么?)這是為何呢?
我覺的是因為KRP取值不同造成的.
按照我文中所寫,在連續模式,我的KRP取的是2/3.你用沙老師的方法計算時用的是多少?
我估計在電流斷續模式下,我們計算的結果應該差不多.
按照我文中所寫,在連續模式,我的KRP取的是2/3.你用沙老師的方法計算時用的是多少?
我估計在電流斷續模式下,我們計算的結果應該差不多.
0
回復
@乞力馬扎羅的雪
我覺的是因為KRP取值不同造成的.按照我文中所寫,在連續模式,我的KRP取的是2/3.你用沙老師的方法計算時用的是多少?我估計在電流斷續模式下,我們計算的結果應該差不多.
************計算了,昏了,要急救!****************
還是我上面的“****看看****”回帖的條件,然后補充幾個:KRP取0.6 損耗分配系數Z取0.5(Z=0 表示損耗全部發生在初級,Z=1表示發生在次級)再來用沙占友的方法計算:
1 由VDCmin和Vor(反激電壓)來確定最大Dmax
Dmax=Vor/(Vor+VDCmin-VDCon)×%
得Dmax=63%
2 由KRP取0.6得出初級紋波電流IR與初級峰值電流IP的 比值
3 輸入電流的平均值:IAVG=PO/(η×VDCmin)
PO為輸出功率:24V/0.8A η為效率:80%
得出IAVG=0.27A
初級峰值電流:IP=IAVG/[(1-0.5KRP)×Dmax]
得出IP=0.61 則由KRP=0.6得IR為0.37
4 計算LP
LP=106PO/[IP2×KRP(1- KRP/2)f ] × [Z(1-η)+ η]/ η
(106表示為10的六次方,IP2表示為IP的平方,公式可具體看我傳上來的那個1066795870.doc )
得LP=1384uH
用你的公式算得LP是249uH 差的很遠呀!原因何在?你有興趣再指點指點么?
還是我上面的“****看看****”回帖的條件,然后補充幾個:KRP取0.6 損耗分配系數Z取0.5(Z=0 表示損耗全部發生在初級,Z=1表示發生在次級)再來用沙占友的方法計算:
1 由VDCmin和Vor(反激電壓)來確定最大Dmax
Dmax=Vor/(Vor+VDCmin-VDCon)×%
得Dmax=63%
2 由KRP取0.6得出初級紋波電流IR與初級峰值電流IP的 比值
3 輸入電流的平均值:IAVG=PO/(η×VDCmin)
PO為輸出功率:24V/0.8A η為效率:80%
得出IAVG=0.27A
初級峰值電流:IP=IAVG/[(1-0.5KRP)×Dmax]
得出IP=0.61 則由KRP=0.6得IR為0.37
4 計算LP
LP=106PO/[IP2×KRP(1- KRP/2)f ] × [Z(1-η)+ η]/ η
(106表示為10的六次方,IP2表示為IP的平方,公式可具體看我傳上來的那個1066795870.doc )
得LP=1384uH
用你的公式算得LP是249uH 差的很遠呀!原因何在?你有興趣再指點指點么?
0
回復
@xiaof
************看看************比如說: 沙占友的《新型單片開關電源的設計與應用》上介紹的初級感應電壓Vor(即你說的反激電壓)在AC85V~265V輸入時一般取135V.好!如果再提供幾個條件:1電源效率80% 2輸出24V/0.8A 3連續模式 4輸入整流后DC90V~380V5最大占空比63% 6開關頻率fs=100KHz來進行如下計算: 1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η 得出Ip=0.22 然后計算:Lp=DMax•VinDCMin/fs•ΔIp (對于連續模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;) 得出Lp=249.48微亨 但是這個Lp值與沙占友的LP計算公式計算出來的值相差很大(公式在我提供的資料中,你看了么?)這是為何呢?
老兄,問題找到了.
根據你的數據,我們來計算最后一步:
Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
=0.63*90/100,000*0.44
=1289uH
注意ΔIp是在分母上的!你就是在這兒搞錯了.
根據你的數據,我們來計算最后一步:
Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp
=0.63*90/100,000*0.44
=1289uH
注意ΔIp是在分母上的!你就是在這兒搞錯了.
0
回復
@lemon_ybn
雪老師,可能是我表達的不好!讓你理解錯了!我是想問IP2的值是怎么確定的,并不是問它跟IP1的關系,根據書上公式是這樣的:IP2=VINMAX*TON/LP,但是這樣的話,LP值是一個求知數,而根據你的論文上說的,LP值與IP2還存在關系,而且代入的話是同一個公式,這樣的話應該怎么確定IP2的值呢?望指明.謝謝,
公式的確沒錯,但運用時要看具體的場合.
對反激電源來說,Lp和IP2都是未知的.Lp的值取決你希望得到的原邊電流波形.而原邊電流波形決定了你的輸出功率等.所以我們在計算時,是由輸出功率倒推回去的.
在你給出的公式里,TON也是個變化量.輸入電壓變化就會導致TON變化.而且,你公式里的IP2是電流的增量.
對反激電源來說,Lp和IP2都是未知的.Lp的值取決你希望得到的原邊電流波形.而原邊電流波形決定了你的輸出功率等.所以我們在計算時,是由輸出功率倒推回去的.
在你給出的公式里,TON也是個變化量.輸入電壓變化就會導致TON變化.而且,你公式里的IP2是電流的增量.
0
回復