6.2 反激电源变压器计算实例讲解(1) - 固定频率控制 (2)

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那么所以说从我们操作实例 这个操作实例情况来看 我们首先要做的工作是删除 NP NS 因为我们不知道 原边 副边多少圈为好 所以先把它空掉 当然这个Lp不要删 所以说我们任意设定一个比较恰当的电感 当然我们可以不一定 我们可能不一定知道多少是恰当 说得难听点你可以写 1uH 也可以 1000uH 也可以 那么后面我们可以进行调整 然后呢观察这些的变化 就是我们这个参数的变化 那么最终呢我们通过不同的 匝数的调整来达到一个最佳的 NP NS LP 这样我们的设计就完成了 下面我们看了实际的情况 这个点击进去 那么我们会得到一个这样的一个表格 这个就是我给大家做的这个软件 那么这个软件呢我们有三个sheet 那么这个软件呢我们有三个sheet 这第一个sheet呢是我们这个计算表格 这第一个sheet呢是我们这个计算表格 就是这样的话可以一目了然 从一个屏幕上就可以看到 我们整个变压器的所有的主要几个点的状况 那么第二个呢就是我刚才讲的骨架 这个是骨架的型号 骨架的左边这一部分呢是的宽是多少 右边呢骨架的深度是多少 这个高度啊是深度 所以说这是骨架能绕线的空间 然后呢这里头呢电线 电线呢我们选各种各样的这个漆包线 有一种 U-1 表示一种 这个是 0.18 U-1就表示一种线的 0.18 的直径 那么它这个形成了最大的外径 和这根导线的截面积 这个分别都是常数 都已经都写在里头了 当然了你也可以自己往里头添加 比如说你在这个里头进行修改 改成你的要的名字 那么你用你那个特殊的线也是可以的 反正这个表格都是可以修改的 所以说计算的时候会自动去查这个表格 我们选择了哪一个东西 那这边是胶带的厚度等等 那胶带这部分呢其实是无关的 我现在没有考虑胶带的厚度 那这个呢是给它一个参考 就是说什么意思呢 这个表格里面是我们 AL 值 就是我这个磁芯这是我查出来的 我这个磁芯就是 EER28 这个磁芯 开的气隙和它的这个单匝的电感量的关系 那么大家可以看到 气隙呢越小的时候电感量当然越大 气隙越大电感量越小 那么我们一般去选多少比较合适呢 就是说我这个外面这个框是表示 我认为是相对来讲还是不错的 那么里头这个框呢 是能保证电感量精度的 什么意思呢 因为我们气隙呢是有要进行加工的 磁芯呢把它磨削 那么磨的时候呢 如果说我的气隙我只需要 0.1 个毫米 那加工是有加工精度的 那么加工的误差呢一般都是五十丝左右 那么保证五十丝可能是二十几丝三十几丝 那么也就是加工的误差 在我们的气隙的对比的 如果这个对比比较大的情况下 那么说明我们加工的误差的影响很小 所以电感量就很稳定 就是离散就很小 那么也就是说 这个深蓝色的区域离散就特别小 那么外面呢越往左边走 那么这个离散可能会大 那这是一个 当然了你说我把这个气隙选的很大 很大那实际上我们的电感量就很小 你得必须得绕很多的圈数 这一个方面我们可能不一定喜欢 那么第二方面呢是这样的 如果气隙开得很大 这个中间这个气隙开很大 那自然它漏磁就很厉害 所以说这个旁边如果这个线比较粗的时候 那么它会形成涡流损耗 所以说大家呢不见得 一定要把这个气隙做得很大 就是说我是不推荐大家做得很大 在一些比较特殊的 比如说功率大一点的变压器的时候 其实我们中间开一个单个的气隙呢 效果实际上不是很好的 我们可以做分布气隙 那么分布气隙把总和加在一起就可以了 那么大概是这么一个概念 我们下面回过头来看这个表格怎么使用 那么现在这个是结论已经有了 那么我现在呢 表示我现在不知道他到底多少 首先我圈数原边不知道把它删掉 副边也不知道也把它删掉 那这个 500uH 呢我刚才讲的不能删掉 删掉的话我的表格就乱掉就回不来了 所以说呢我随便我就说乱写 我写个 1uH 和那当然不可能了 没意义 那么我就假设从这个情况开始 那么我输入的几个电压我都写进去了 那么这种情况呢它这个表格就会出现 是这么一个情况 我们从这个表格仔细的看 那么我把刚才把这个 NP 和 NS 都去掉了 那么这边任意写了一个 1uH 那么我们得到一个什么呢 就是说场效应管呢它会自动默认 就是我这个变比是按 90% 600V 的 90% 来计算的 那么这个地方是写了 600V 乘上 0.9 当然你希望写别的也可以 就是这个你进行修改也可以 那么这样的话它会得到一个 自动得到一个这个变比 那么按照这个变比呢 它这个地方是 90% 那么我到底选多少圈呢 比如说我不知道那我随便写 假设我的副边是一圈会怎么样 那一圈敲进去之后呢 那么这个表格就出现了一个什么情况呢 就是说你看啊这个地方是误差范围 所谓误差范围什么意思呢 就是我们这一个理想的变比 跟我们一圈的时候假设我一圈 我选 4 匝的时候 它是差跟他比呢差了 3% 这地方写的 3% 那选 3:1 的时候差 27% 5:1 的时候差 21% 那当然我们肯定会选四对吧 那么这地方我们先把四敲进去 假设我就 4:1 那 4:1 敲进去呢 会出现一个什么样的现象呢 我们看到了变压器是没有问题的对吧 这个很小 那么这些呢我们发现了什么问题呢 这个电流 I2 20 多个安培 那显然都不是我们想要的 说明这个电感量太小了是吧 那么我们把电感量调大 1uH 不行我写 10 uH 加了十倍 那七个多安培 也不是我们想要的对吧 这还有副边甚至说 30 多个安培 我们怎么做那么小电源 30 多安培 那么我把这个电感量再加十倍 100uH 100uH 呢这还有 9 个安培 原边两个多安培那我们也不想要 也觉得这个不合适 那我再把它加到一千 那一千的时候呢这个很小了 这个这个电流都不大 就是 I1 I2 这 4 个安培 那么像这个原边的起始开通的时候的电流 这是关闭的瞬间电流 其实都还可以都不算大 那我们假设 1000uH 是比较合适的 那么我再看还是 1:4 那如果是原边 4 匝 副边 1 匝的时候 我们看到这地方是不行了 特斯拉对吧 Bmax 超过特斯拉肯定是饱和了 不能用对吧 那我们就必须把圈数增加 那我这个 4 去掉不要了 我这个地方我多写几个 假设我随便设一个 5 圈 那 5 圈的时候呢这个 2% 在这 是这个数最小的一个是在这儿 那我 21 圈原边 我写 21 圈 当然我打了 21 圈的时候 这个变比刚才是 4.1 就变成 4.2 了 它会自动调整过来 调整过来的话呢这个始终是处于 90% OK 的 那么这个接近 80% 也是没问题 那我们看这个还依然是饱和 因为 PC40 的话高温的时候 一百度的时候只有 0.39 特斯拉 也就是接近 0.39 肯定是不能用的 那么饱和说明圈数太少 那我们把副边再加大 比如说五圈我不行我用七圈 那么七圈的时候它对应过来是 29:7 好 那我就 29 这个地方他这个也是饱和的 50 伏的时候肯定是饱和不能用 那我同样道理再加两圈 九圈 九圈的时候呢是 37:9 这是最接近这个理想的就是 37:9 37:9 呢这个是不会饱和的 但是这个地方依然是饱和 那么当然我可以选更多的圈数 我十一圈 那么我看十一圈是多少呢 十一圈这个一大概四十五四十六圈这样 我就写个四十五圈比如说 那么这个显然是不饱和了 0.31 离 0.37 就比较远 那么这种情况是可以用的 那可以用呢他发现一个什么问题了呢 我们从这个损耗来看 你看高低压输入的时候 0.5 瓦是比较大的 当然了你一定要工作在这个状态 也不是说不可以 那么我们是随便写了一个 1000 那我要写 2000 行不行呢 我们试试看 2000 会出现什么结果 2000 肯定就饱和了 那么如果圈数过多的话 我们可能就是绕的线会很细 那么尺寸选定了之后线很细 那么这时候有可能会绕不下或者内阻会很大 那我就能不能刚才是 1000 我能不能改成 800 是吧 可以改 800 800 这地方显然是小很多 根本就不会饱和 那我这个电流 其实呢我们这个电感越小的时候 电感量越小的时候 这个峰值电流上升了 那么从这个意义上来看呢 我们关注的是原边的这个场效应管的电流 这个零点几安培那 哪怕是这个一瞬间一安培这个都是有点偏小 我们一般比如说像这个 20 多瓦的 这种小电源的话 比如说我选一个三安培四安培的管够用了 那么实际上呢 它工作只有一安培这样 那显然是偏小的 那也就意味着我们还继续可以 把这个电感量变小 那我选个 600 那么 600 的情况下我们看什么变化 看这边损耗 这个是 0.3W 我们刚才是 800 800 是 0.45W 也就意味着我们电感量大小的变化 使这个磁芯损耗是变化得比较多的 那么我们又不想把磁芯做的损耗很大 那我可以选择 600 回来 对吧 那么 0.3W 那我试下 500 0.2 几瓦 这个我觉得很不错 这个圈数呢现在是我们看圈数在这个地方 其实这些参数都挺好一个安培左右 那么从这个地方来看我们是 50 伏的时候 电流不是从 0 的 0.76A 开始 0.76A 开始跑到 1.29A 那么说明什么 说明这个状态是连续模式 100V 直流的时候它还是连续模式 120V 直流的时候还是连续模式 那么 300 多伏肯定是临界了 但是你要想知道从哪一点开始呢 那我们可以不断的去调整 这个圈数和电感 让它这个地方刚好 0.16 比如刚好零的时候 那么那个点就是刚好是临界模式 那么同样道理呢就是说 我可以再看看因为这个地方呢 损耗呢并不是很大 那么我当然能够把圈数减少是最好的 那么变压器绕的就比较小个 或者是说我的线呢可以绕得粗一点 所以说我们设计的时候呢 选择合适的这个电感 然后尽量把圈数减少 比如说我不要九圈 我改成十圈行不行 那么十圈的情况下 那么这个大概 41:1 那就 41:1 那当然有些人呢就是认为这样也可以了 那么也可以做一板 那么最终呢其实我们会记得选 选择 九圈 是怎么样 九圈的时候呢你看这是 37:1 37:1 呢这个是 0.4 瓦 勉强我还是能接受 但是我觉得还是有点偏大 那么这个电流呢基本上都 1A 了 那从这儿看呢 120V 还是连续的 我如果把原边我这个不变 9 匝 我把原边加大一点看看怎么样 我改成 39 圈 加两圈 39 圈之后呢 那么它这个地方变大一点了 那么一个百分点冲上去 这个也还不算大也算是可以用 那么 39 圈的时候呢 其实这一部分这个磁芯的损耗 会降下来了 0.3 几瓦 那么其实呢我们电源做多了 基本上就会有个概念 大概是多少瓦这个磁芯的发热能不能接受 所以这里头呢没有绝对的合理不合理 如果说你一定要写成 38 圈 也不是说不能用 只不过瓦数稍微增强一点 那么电流稍微变化一点 但是从这里头呢我们至少能知道 我们所设计的这个圈数所对应的 这些这些参数都是多少 那么从这儿看呢 你看我 50 伏的时候 它是有 0.2 个特斯拉是吧 那么远离饱和绝对不会饱和
课程介绍 共计17课时,3小时3分12秒

精通反激电源变压器及电路设计

电源 变压器 CCM 反激 DCM CRM Vds 电压尖峰毛刺 电压调整率 电源效率 电磁兼容

全面系统介绍反激电源的控制模型,CCM,DCM,CRM的三种工作模式下的变压器,原副边半导体主功率器件的工作特点,推导出各工作状态下变压器设计计算方法;Excel变压器设计计算工具软件,针对电源工作的全范围的主功率器件,电容器,变压器,一目了然地展现出其电流,电压,磁通密度,电流密度,高频纹波,工作状态的实际数值,便于及时全面快速地优化变压器及反激电压的电路设计;针对反激电源设计,普遍困扰的Vds电压尖峰毛刺控制,各绕组间耦合度及电压调整率的设计优化,电源效率,电磁兼容等难题,对其机理及解决方法实例分析讲解,提高针对反激变压器及反激电源设计的实战能力。
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讲师

讲师: 邵革良

田村(中国)企业管理有限公司上海研发中心 所长中国电源学会专家委员会 委员中国电源学会磁技术专业委员会 委员中国电源学会磁元件技术服务专家组 副组长中国电源学会标准化委员会 委员深圳市科技专家协会 科技专家深圳市科技创新委员会 专家 20年的一线电源研发的资深经验,先后从事并主持过电机调速变频器、逆变焊机、通信一次电源系统、电力系统直流操作电源系统、CBB波音商用飞机宽带互联网机载电源系统、高效率DC/DC砖块电源、电流传感器、变频空调及光伏逆变器、新能源汽车等各种新型磁元件的众多研发项目。 拥有众多的与国际一流研发团队的合作经验,并精通于电源和磁元件产品的可靠性研发管理和实践。特别是在新能源磁元件领域,通过大量的原创性技术创新和行业应用推广,引导着世界功率磁元件的技术变革。 其中完成电源及磁技术等领域多国专利申请40余项,并已取得7项国家发明专利受权。

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