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內容描述：	今天講下變壓器的設計方法！變壓器的設計方法有多種，個人感覺適合自己的才是最好的，選擇一個自己最熟悉的，能夠理解的才是最好的！
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P>    今天講下變壓器的設計方法！變壓器的設計方法有多種，個人感覺適合自己的才是最好的，選擇一個自己最熟悉的，能夠理解的才是最好的！ </P> <P>    先介紹下一種設計方法： </P> <P>    1.先確定輸入電壓。 </P> <P>    一般是按照最低輸入直流電壓計算VINmin計算 </P> <P>    a.要是直流輸入按直流的最低輸入來計算； </P> <P>    b.要是輸入為交流電，一般對于單相交流整流用電容濾波，直流電壓不會超過交流輸入電壓有效值的1.4倍，也不低于1.2倍。 </P> <P>    例如，全范圍交流輸入85-265VAC的電源，一般按85VAC時計算，那VINmin=851.2=102V，一般會取整數按100VDC計算。 </P> <P>    2.確定導通時間ton。 </P> <P>    導通時間ton=TD，T為周期 T=1/f，D為最大占空比，一般在最低輸入電壓的時候，D會最大，保證輸出穩定。注意大的占空比可以降低初級的電流有效值，和MOS的導通損耗，但是根據伏秒法則，初級占空比大了，次級的肯定會小，那么次級的峰值電流會變大，電流有效值變大，會導致輸出紋波變大！所以，一般單端反激拓撲的占空比選取不要超過0.5。而且一般的電流控制模式，占空比大于0.5要加斜率補償的，對調試是個難度。還有一重要的是你的占空比決定你的匝比，匝比決定啥，嘿嘿，反射電壓VF，忘了再去上邊看下，再加上你漏感引起的尖峰，最終影響你MOS的耐壓。占空比越小匝比越小，反射電壓VF越低，MOS的電壓應力小。反之MOS的電壓應力大，所以占空比要考慮好了。要保證再最高電壓下你的VDS電壓在MOS的規定電壓以下，最好是降額使用，流出足夠的余量來！例如，電源的開關頻率為100K，最低輸入時的最大占空比為0.4，那T=1/100000=10μS，那么ton=0.410μS=4μS。 </P> <P>    3.確定磁芯的有效面積AE。 </P> <P>    AE一般會在磁芯的資料中給出。 </P> <P>    4.計算初級匝數NP。 </P> <P>    NP=VINminton/ΔBAE，式中VINmin為直流最低輸入電壓；ton為導通時間，AE為磁芯的有效面積，ΔB為磁感應強度變化量，這個值和磁芯材質，及溫升等有關，一般考經驗來選取，在0.1-0.3之間，取得越大，余量越小，變壓器在極端情況下越容易飽和！個人一般取0.2。 </P> <P>    5.計算次級匝數NS。 </P> <P>    NS=（Vo+Vd）（1-D)NP/VINminD </P> <P>    式中Vo為輸出電壓 </P> <P>    Vd為二極管管壓降 </P> <P>    D為占空比 </P> <P>    NP為初級匝數 </P> <P>    VINmin為最低輸入電壓 </P> <P>    6.確定次級整流二極管的應力VDR。 </P> <P>    上邊算出變壓器的初級匝數NP和次級匝數NS后，就可以得出次級整流二極管的電壓應力 </P> <P>    VDR=（VINmaxNS/NP)+VOUT </P> <P>    式中VINmax為最大輸入電壓，要保證在最高輸入電壓下你的二極管的電壓應力不超標。一般算出來的這個VDR還要考慮降額使用，所以二極管的耐壓要高于這個VDR值。 </P> <P>    一般還要在整流管上并一個RC吸收，從而降低二極管反向回復時間造成的電壓尖峰！尤其是CCM模式的時候！ </P> <P>    7.確定初級電感量LP。 </P> <P>    確定電感量之前我們先看下上邊的兩個電流圖 </P> <P align=center><IMG style="WIDTH: 444px; HEIGHT: 51px" height=75 src="/uploadfile/newspic/20160329150556584.jpg" width=638 border=0></P> <P>    對于上圖是兩種工作模式的初級電感電流波形，我加了兩個參數Ip1和Ip2；Ip1對應最低輸入電流，Ip2對應最高峰值電流，有上邊這兩個我們也就可以算出平均電流Iavg了，Iavg=（Ip1+Ip2）Dmax/2，式中Dmax為最大占空比，如果輸出功率為Pout，電源效率為η，那么 </P> <P>    Pout/η=VINminIavg=VINmin（Ip1+Ip2）Dmax/2，得出Ip1+Ip2=2Pout/VINminDmaxη </P> <P>    然后就可以計算Ip1和Ip2的值了，對于DCM來說，電流是降到零的，所以Ip1為零；對于CCM來說Ip1和Ip2都是未知數，又出來個經驗選擇了，一般取Ip2=（2-3）Ip1，不能取得太小，太小了會有一個低電流斜率，雖然這樣損耗小點，但容易使變壓器產生磁飽和，也容易使系統產生震蕩！個人一般取Ip2=3Ip1。計算出Ip1和Ip2后，這時候可以計算初級的電感量了，在ton內電流的變化量ΔI=Ip2-Ip1，根據（VINmin/LP）ton=/ΔI，得出LP=VINminton/ΔI，到此變壓器的初級電感量計算完畢，變壓器的參數也計算完畢！還有一種計算方法，就是按照上邊的確定初級電感量的方法先確定電感量，然后來選擇磁芯，選擇磁芯的方法有很多種，一般最常用的是AP法。 </P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/20160329150621112.jpg" border=0></P> <P>    公式中L為初級電感量也就是LP，Isp為初級峰值電流Ip也就是ΔI，I1L為滿載初級電流有效值，但我往往會把Isp和I1L看成是一個，都是初級的峰值電流，所以仁者見仁智者見智，大家可以到應用時具體的來微調！Bmax為磁感應強度變化量也就是ΔB.這個取值和上邊一樣，取得太大，磁芯小但容易飽和，而取得太小磁芯的體積又很大，所以一般折中取值！而且和頻率關系也很大，要是頻率很高，建議取小點，因為頻率高了損耗也大，變壓器大了有利于散熱。個人經常取0.2！K1=JmaxKo10-4，其中Jmax為最大電流密度俺一般取450A/平方厘米。但趙老師書里取得是420A/平方厘米。Ko為窗口面積，有的也叫窗口利用率吧，一般取0.2-0.4，具體要看繞線的結構了，比如加不加擋墻等因素，所以選取時要充分考慮，免得因取得變壓器太小，結構要求苛刻而繞不下，導致項目失��！10-4是由米變厘米的系數 </P> <P>    所以上式整理下可得AP=AwAe=（LPIP2104/450ΔBKo）4/3cm4，計算出了AP就可以找到合適的磁芯，然后找到Ae再根據式NP=LPIP/ΔBAe。式中LP就是上邊算得初級電感量。 </P> <P>    IP為初級峰值電流，ΔB為磁感應強度變化量，AE為磁芯的有效面積，后邊的次級匝數NS和次級整流二極管電壓應力的確定就和上邊的步驟5和6一樣了！那這兩種初級匝數NP的確定方法到底哪個對呢，可以告訴大家都對。根據電磁磁感應定律： </P> <P>    （VINmin/LP）ton=IP </P> <P>    所以VINminton=L*Ip，所以這兩個從本質上式一樣的。個人覺得第一個適合有經驗的工程師，可以憑經驗來選擇變壓器，然后來計算變壓器參數而第二種適合初學者，先確定變壓器再算變壓器參數，免得因自己經驗不足而走了彎路！ </P> <P>    其實設計出來的參數僅供參考，由于變壓器的漏感，PCB的布局，走線等因素會在調試時做微調，最后做出一個最優的、可靠的產品！<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>