第一次設計變壓器,各位幫忙看看有什么不合適的地方,請指正,多謝:)

以下為CCM模式的計算過程
高頻變壓器計算(CCM模式)
反激式DC/DC變換電路
電路基本參數(shù):
Vo1=15V   Io1=0.4A
Vo2=-10V   Io2=0.4A
Vs=15V(范圍10V~20V)
Po=10W
設定參數(shù):
1.電路工作頻率(根據(jù)UC3843的特性,初步確定為50KHz),電路效率為G=75%
2.反激式變換器的工作模式CCM
3.占空比確定(Dmax=0.4)
4.磁芯選型(EE型)
設計步驟
(1)選擇磁芯大小
Pin=Po/G=10/0.75=13.3W(查表),選擇EE19磁芯
(2)計算導通時間
Dmax=0.4,工作頻率fs=50KHz
ton=8us
(3)選擇工作時的磁通密度
根據(jù)所選擇的磁芯EE19(PC40材料)Ae=22mm2,Bmax=0.22T
(4)計算原邊匝數(shù)
Np=(Vs*ton)/(Bmax*Ae)=(10*8)/(0.22*22)=16.52,取整16
(5)計算副邊繞組
以輸出電壓為15V為例進行計算,設整流二極管及繞組的壓降為1V
15+1=16V
原邊繞組每匝伏數(shù)=Vs/Np=10/16=0.625V/匝
副邊繞組匝數(shù)Ns1=16/0.625=25.6,取整26
(6)計算選定匝數(shù)下的占空比;輔助輸出繞組匝數(shù)
新的每匝的反激電壓為:16/26=0.615V
ton=(Ts*0.615)/(0.625+0.615)=9.92us
占空比D=9.92/20=0.496
對于10V直流輸出,考慮繞組及二極管壓降1V后為11V
Ns2=11/0.615=17.88,取整17
(7)初級電感,氣隙的計算
在周期Ts內(nèi)的平均輸入電流Is=Pin/Vs=13.3/10=1.33A
導通時間內(nèi)相應的平均值為Iave=(Is*Ts)/ton=1.33*20/9.92=2.68A
開關管導通前的電流值Ip1=Iave/2=2.68/2=1.34A
開關管關閉前的電流值Ip2=3Ip1=1.34*3=4.02A
初級電感量Lp=Vs*&t/&i=10*9.92/2.68=37.01uH
氣隙長度Lg=(u0*Np^2*Ae)/Lp=0.19mm
(8)檢測磁芯磁通密度和飽和區(qū)間
計算磁心飽和邊界.計算交流磁通產(chǎn)生的磁感應強度變化幅值:
△Bac=(Vs*ton)/(Ae*Np)=(10*9.92)/(16*22)=0.282T
使用磁感應強度與直流電有關的關系式計算直流成分Bdc
假設磁芯所有的磁阻都集中在氣隙中,顯然作為一個比較保守的結(jié)果,可求得一個較高的直流磁感應強度.此近似值允許使用一個簡單的公式
Bdc=u*H=u0*Np*Ip1/(Lg*0.001)=0.142T
交流和直流磁感應強度之和得到磁感應強度最大值為
Bmax=△Bac/2+Bdc=0.141+0.142=0.283T<0.39T
(9)選擇導線
●初級電流有效值為:
Krp=0.667
Irms=Ip*sqr(Dmax*(Krp^2*1/3-Krp+1))= 1.96A,
選取電流密度為4A/mm2
則導線線徑為:D=1.13(I/J)^1/2=0.792mm
選擇AWG20導線
注:由于高頻電流在導體中會有趨膚效應,所以在確定線經(jīng)時還要計算不同頻率時導體的穿透深度.公式:d=66.1/(f)^1/2.如果計算出的線徑D大于兩倍的穿透深度,就需要采用多股線或利茲線
考慮集膚效應, d=66.1/(f)^1/2=66.1/50000^1/2=0.296mm,2*d=0.592mm<0.792mm
則初級導線需要采用多股線并繞
AWG20導線的截面積為Sc=0.606mm2,采用AWG23導線雙股并繞截面積Sc=0.3135*2=0.627mm2>0.606mm2
● 15V次級輸出電流峰值為:
Isp1=(Ip*Np/Ns1)*(Po1/Po)=1.484A
有效值為Isrms1=Isp1*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.731A
則導線線徑為:D=1.13(I/J)^1/2=0.483mm
選擇AWG25導線
● -10V次級輸出電流峰值為:
Isp2=(Ip*Np/Ns2)*(Po2/Po)=1.513A
有效值為Isrms2=Isp2*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.745 A
則導線線徑為:D=1.13(I/J)^1/2=0.487mm
選擇AWG25導線

◆◆◆磁芯及骨架分別采用TDK公司的PC40EE19-Z,BE19-118CPHFR◆◆◆