干貨 | 電源——反激變壓器設(shè)計過程

芻狗

電源參數(shù)

根據(jù)功率、輸入輸出的情況，我們選擇反激電源拓撲。

反激式變壓器的優(yōu)點有:

1、 電路簡單,能高效提供多路直流輸出,因此適合多組輸出要求。

2、轉(zhuǎn)換效率高,損失小。

3、變壓器匝數(shù)比值較小。

4、輸入電壓在很大的范圍內(nèi)波動時,仍可有較穩(wěn)定的輸出。

設(shè)計步驟：

1、決定電源參數(shù)。

2、計算電路參數(shù)。

3、選擇磁芯材料。

4、選擇磁芯的形狀和尺寸。

5、計算變壓器匝數(shù)、有效氣隙電感系數(shù)及氣隙長度。

6、選擇繞組線圈線徑。

7、計算變壓器損耗和溫升。

原理圖

步驟一、確定電源參數(shù)：（有些參數(shù)為指標給定，有些參數(shù)從資料查得）

注：電流比例因數(shù)：紋波比例，在重載和低收入情況下的紋波電流和實際電流的比例。

步驟二、計算電路參數(shù)：

最低直流輸入電壓：

Z為損耗分配因數(shù)，如果Z=1.0表示所有損耗都在副邊，如果Z=0表示所有的損耗都在原邊，在這里取Z=0.5表示原副邊都存在損耗。

步驟三、選擇磁芯材料：

鐵氧體材料具有電阻率高，高頻損耗小的特點，且有多種材料和磁芯規(guī)格滿足各要求，加之價格較其它材料低廉，是目前在開關(guān)電源中應(yīng)用最為廣泛的材料。同時也有飽和磁感應(yīng)比較低，材質(zhì)脆，不耐沖擊，溫度性能差的缺點。        買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！

采用的是用于開關(guān)電源變壓器及傳輸高功率器件的MnZn功率鐵氧體材料PC40,其初始磁導(dǎo)率為2300±25％，飽和磁通密度為510mT（25℃時）/390mT（100℃時）,居里溫度為215℃。

選擇磁芯材料為鐵氧體，PC40。

步驟四、選擇磁芯的形狀和尺寸：

高頻功率電子電路中離不開磁性材料。磁性材料主要用于電路中的 變壓器、扼流圈(包括諧振電感器)中。

變壓器是整個電源供應(yīng)器的重要核心，所以變壓器的計算及驗證是很重要的。

磁性材料(Magnetic materials)有個磁飽和問題。如果磁路飽和，會導(dǎo)致變壓器電量傳遞畸變，使得電感器電感量減小等。對于電源來說，有效電感量的減小，電源輸出紋波將增加， 并且通過開關(guān)管的峰值電流將增加。這樣可能使得開關(guān)管的工作 點超出安全工作區(qū)，從而造成開關(guān)管壽命的縮短或損壞。磁性材料的另一個問題就是居里點溫度(Curie Temperature)。

在這一溫度下，材料的磁特性會發(fā)生急劇變化。特別是該材料會 從強磁物質(zhì)變成順磁性物質(zhì)，即磁導(dǎo)率迅速減小幾個數(shù)量級。實 際上，它幾乎轉(zhuǎn)變?yōu)楹涂諝獯判镜刃�。一些鐵淦氧(ferrites)的居里 點可以低到130oC左右。因此一定要注意磁性材料的工作溫度。

簡單的說就是兩個問題：

1、飽和——引起電感量減小

2、居里溫度——磁導(dǎo)率減小