開(kāi)關(guān)電源的反激式變壓器設(shè)計(jì)
1〕反激式變壓器設(shè)計(jì)介紹
反激式電源變換器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一 是變壓器的設(shè)計(jì)。在此我們所說(shuō)的變壓器不是真正意義上的變壓器，而更多的是一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置。在變壓器初級(jí)導(dǎo)通期間能量存儲(chǔ)在磁芯的氣隙中，關(guān)斷期間存儲(chǔ)的能量被傳送給輸出。初次級(jí)的電流不是同時(shí)流動(dòng)的。因此它更多的被認(rèn)為是一個(gè)帶有次級(jí)繞組的電感。
反激電路的主要優(yōu)勢(shì)是成本，簡(jiǎn)單和容易得到多路輸出。反激式拓?fù)鋵?duì)于100W以內(nèi)的系統(tǒng)是實(shí)用和廉價(jià)的。大于100W的系統(tǒng)由于著重降低裝置的電壓和電流，其它諸如正激變換器方式就變得更有成效。
反激式變壓器設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，因?yàn)榕c它的變量個(gè)數(shù)有關(guān)，但是它不是很困難，稍有經(jīng)驗(yàn)就可快速和容易的處理。在變壓器設(shè)計(jì)之前的重點(diǎn)是定義電源參數(shù)，諸如輸入電壓，輸出功率，最小工作頻率，最大占空比等。根據(jù)這些我們就可以計(jì)算出變壓器參數(shù)，選擇合適的磁芯。如果計(jì)算參數(shù)沒(méi)有落在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，重復(fù)計(jì)算是必要的。利用網(wǎng)站上的EXCEL電子表格可以容易的處理這些步驟。
屬于ISMPS IC的IR40xx系列最初設(shè)計(jì)應(yīng)用于準(zhǔn)諧振方式，這意味變壓器工作于不連續(xù)模式（磁場(chǎng)不連續(xù)，當(dāng)變壓器中的能量傳遞到次邊后磁場(chǎng)反回到零）。在PRC模式中的變壓器通常也工作于不連續(xù)狀態(tài)，若工作于連續(xù)狀態(tài)時(shí)工作頻率設(shè)置的很低（約20KHZ時(shí)一般不實(shí)用，因?yàn)樾枰^大尺寸的磁芯）。因此本應(yīng)用手冊(cè)僅包含不連續(xù)設(shè)計(jì)的實(shí)例。2〕電源設(shè)計(jì)所需的標(biāo)準(zhǔn)
在開(kāi)始變壓器設(shè)計(jì)之前，根據(jù)電源的規(guī)范必須定義一些參數(shù)如下：
1〕最小工作頻率－ｆmin
2〕預(yù)計(jì)電源效率－η≈0.85~0.9(高壓輸出 )，0.75~0.85（低壓輸出）
3〕最小直流總線電壓－Vmin如110V時(shí)最小輸入電壓85Vac，可有10V抖動(dòng)）
4〕最大占空比－Dm（建議最大值為0.5）
5）串聯(lián)諧振電容值－Cres
現(xiàn)在可以計(jì)算氣隙的厚度了。氣隙僅在磁芯的中間部分研磨，這樣有助于防止磁芯邊沿磁通泄漏對(duì)周?chē)a(chǎn)生EMI噪聲（然而對(duì)于發(fā)展中或小的產(chǎn)品用絕緣材料墊在磁芯外部獲得所需氣隙是可以接收的。但必須切記外部氣隙是計(jì)算值的一半）。Ig最小是0.051mm，這是Alg的約束和研磨容許誤差。
注意此處計(jì)算的初級(jí)所用CMA（電流容量）要確保與初級(jí)和次級(jí)的電流容量相匹配。由所計(jì)算的CM值從導(dǎo)線規(guī)格表中選擇合適的導(dǎo)線。若可能的話總是在相鄰低點(diǎn)的AWG號(hào)（它是相鄰較大導(dǎo)線規(guī)格）附近取值。次級(jí)導(dǎo)線規(guī)格大于26AWG時(shí)建議不使用單根導(dǎo)線，其原因在前面關(guān)于初級(jí)導(dǎo)線規(guī)格時(shí)已提及到，所以繞組就需要用小規(guī)格的導(dǎo)線或者絞合線（它通常是多股導(dǎo)線編織而成這種導(dǎo)線一般是定做，價(jià)格昂貴，但它使用效果好）并聯(lián)使用。當(dāng)使用并聯(lián)導(dǎo)線時(shí)應(yīng)確信全部CM值在前面計(jì)算值的10%之內(nèi)。同法可計(jì)算出輔助繞組所需的導(dǎo)線規(guī)格。
為了初、次級(jí)間有最強(qiáng)的耦合，次級(jí)繞組應(yīng)充滿整個(gè)骨架寬度。由于次級(jí)繞組通常只有很少的匝數(shù)，所以能通過(guò)繞組并聯(lián)達(dá)到此目的。