6.3 反激电源变压器计算实例讲解(1) - 固定频率控制 (3)

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各位大家好 我是邵革良 从现在开始呢 我们进入这个讲义的第六讲 那么从第六讲到第七讲 我分别会利用一个我给大家提供的 反激电源变压器设计计算的 Excel 表格这个软件 那么来实例讲解 两种反激电源变压器的设计计算 那么今天的第六讲 我们主要是讲固定频率控制这种模式 那么第七讲呢是讲临界模式 或者准谐振模式的变压器的设计计算 那么这个表格呢 我以前呢给大家做的讲座里面 其实有介绍过 那么从世纪电源网上 也可以进行下载 那么我们首先看这个表格 我希望通过这个屏幕 就把我们一个反激电源设计的 所有的范围能够一目了然的 去看到就是我们设计的 一些各种各样的计算的参数 我们看这里头有几个部分 第一个部分呢就是最上面这一条 那么这一条里面呢实际上 当然还有下面就是这个蓝颜色的部分呢 实际上是我们整个设计的一个输入量 也就是说基本上是我们定下来的 我们希望她工作的一些条件和状态 那么蓝颜色呢是可以修改的 那白颜色的部分呢 其他白颜色的部分呢 都是我们计算的结果 那么分几个大块 右手边的右上角这一块 这一块呢是用来给我们提供到底变压器的 原副边的匝数选多少比较合适的 一个参考的数据那么我们 通过这个参考数据呢最终来确定匝数 那么把它贴到这个 NP NS 和 LP 这个地方来 那么这一部分呢 实际上列举了五个输入电压的情况 那么从最小的电压 到我们电源工作允许最高的电压 那么这个范围我们各个电压的状况 工作的这个状况占空比 导通的时间 二极管电流导通的时候 二极管有电流流过去的时候副边的二极管 那么它的时间那么还有我们磁芯的 Bmax 和 ΔB 是多少 那么我这里提供一个参考 就是 Power loss 就是我们磁芯的损耗 那磁芯损耗呢 我这里头的公式呢实际上是 利用了一个 PC40 的这个材料 当然大家也可以把它修改成其他的材料 那么这部分呢因为是开放来说 表格都可以按照自己的意愿进行修改 那么从中间的右半部分 这一部分实际上是给我们安排 绕线怎么排线 那这部分呢一会我会细致的去讲解怎么使用 那么进行排线了之后呢 我们自然就知道了原边的截面积 副边的截面积 那么这一部分呢 就是我们除了给大家展示出 整个电流波形 还有它的直流分量 交流分量和有效值 那么最终可以算出来电流密度是多少 那么通过这个左边 下面的左边呢是我们原边 下面的右边是我们的副边 通过这个原副边的电流密度 我们来观察我们的变压器设计 是不是大致合理 那么有一点我要说明一下 由于这个表格编制的时候呢比较匆忙 嗯有一部分呢是我们一定要注意的 就是说这个Lp圆边的电感量这一项 我们千万不要把它删掉 可以填上一个某一个数值 如果你删掉之后整个表格就会乱掉 也恢复不回来 所以说使用的时候呢 一定不能让它空掉 那么也可以做一个备份 那万一乱掉之后 我们用原来的软件进行使用 那么这地方呢我介绍一下 就是我今天讲的一个实例 是一个 24V 35W 的一个电源 那么 24V 35W 呢 因为我这个电压呢是有要求有 115% 的这个过电压的这个能力 就是说最高电压达到 27.6 伏 所以说我输入 27.6 伏 所以说我输入 27.6 伏 那么这个时候呢 它的功率 35 瓦 那么是 1.27 安培 这是我们输出的目标 然后呢这个电源是把它固定在 70K 的频率上 那么这个地方为 Vf 是 副边的整流总电路的整流二极管的导通压降 也就是说在我 1.3A 这个情况下 那么我大概查一下手册 那我选取的管子呢大概是 0.65V 那么这个 VR 呢是指我用这个整流二极管的 一个反向的耐压是 150V Sparkle 呢就像我前面讲过 我是人为地设置一个 50V 我人为这个毛刺呢想把它控制在 50V 以内 那么最终呢到底是不是呢 要取决于我们的变压器的耦合的情况 所以说我们在设计这个变压器的时候 会下一步会尽可能改善它的耦合 那么这地方我选的是 PC40 当然了你如果把 PC40 写成其他的名字 那么其他的参数都不会变 那么这地方只是我自己给自己说明的 那么选择了 EER28 的这个磁芯 那么选了这个磁芯之后 那么我们自己从磁芯手册上去查 这个有效的截面积是 82.1 那么有效的体积是 5250 那么这个热度也是我从书上查来的 22.3 也就是说每一瓦的发热 它在常温密封的情况下 那么自然冷却的情况下 它可以升高 22.9 度 那么这个地方是我最终的做完的 一个实际的结果 就是我选了 500uH 作为原边的电感 那么原边和副边呢是 39:9 那么一会我会给大家演示他是怎么出来的 那么这个地方是我们设计的时候 是我们非常希望知道的这么一个 最佳的一个变比关系和圈数 那么这一块呢我留了五个 就是电压的输入量 那么这底下这个 50V 是指直流 下面写的这个直流 如果是交流的话会写上 AC 那么 50 伏是什么概念呢 是我这个电源呢当初设计的时候呢 是比如说有个保持时间 那么当它在断电之后呢 电解电容原边的电解电容里面 还有电容有这个电荷量 那么逐步电压往下降的时候 降到 50 伏的时候 我还是要求有满功率的输出的 所以在这一点是 最低的电压满功率输出 是我必须要考察的 那么上面这四个点呢 就是我们的我这个例子的 电源的电压使用范围就从 85V 到 264V 当然你也可以选别的 你可以敲其他的这个电压 那么这个 100V 和 240V 呢 是两个额定电压 那么我们提供了五个这个输入项给大家 那么可以按照我们实际的 大家喜欢的那个电压去输入 那么底下这个白色的 实际上是它对应过来的电压 那么反过来呢我们不一定迷信 就是说这个交流量 就是最终就是说直流电压多少伏的时候 那么我想知道的多少下面的所有的参数 所以说你比如说这地方 我想用 110V 直流 那我可以调节这边 它会自动算过来 那么有一些一定的比例关系 所以这个呢大家只要 你最终我们是看这个直流电压 在这个直流电压情况下 工作的时候合不合适 所以说大家可以按照自己的需要进行调节 那么这一部分是个比较关键的 这个我们也就是降额使用率 那么我这地方呢是选的是 600V 的管子 也就是说我这个百分比 是按 600V 来进行比较的 那么当然这个因为这个软件是 open 的 所以大家也可以按照你 比如说写 900V 把里头的算法 把 600V 找到 把它改成 900V 就可以了 那么这个二极管我是目标是 做到 80% 的利用率 就是我尽可能希望控制在 80% 以下 那么这个场效应管呢 我是基本上的目标是围绕 90% 左右 因为它的裕量不是很大 所以说这是一个判定目标 所以这下面是具体多少伏电压 那么按照我们这个变比出来之后 它电压有多少伏 所以说这个也是一旦变成红的了 就是要注意就说明它裕量不多了 那么尽量不要超过 93 95 这样的 就是一般目标是 90% 这个地方是 80% 大概是这样 那么这部分是个变比 那么这个地方呢我希望大家不要去改它 因为这个变比呢它是自动的 按照我们前面讲的那个公式 算出来一个理想变比 那么理想变比呢 我不一定非得按这个变比去做 我可以调大点调低点这个都可以 那么最终呢变比 它会随着这个 NP NS 输入情况 它这个地方会自动调整过来 那么刚开始没输入的时候 它会出现一个理想的变比 那么这一块呢就是我刚才讲的 是一个我们作为一个 选择匝数的一个参考的一个窗口 那么一会我再介绍怎么使用 那么下面呢这些呢刚才介绍过 现在我不介绍了 那么这一部分呢是什么 就是说我是选的一个骨架的尺寸 那这个骨架呢是我们自己的 我们公司自己的一个定义的名字 那么这个名字从哪来的呢 就是我们这个表格的第二页里面 它有一系列的参数都在里头 那么它自动去查表的 所以说你只要把那个参数里面 把那些表格里面找到它名字填进去就可以 然后这一部分是什么呢 这一部分是原边和副边的分别是绝缘距离 也就是原边呢我的线圈跟副边之间 或者是我这地方从磁芯的边上 挡墙这边我要选 5.5 毫米的距离 表示符合安规 那么这地方是 3 毫米的距离符合安规 当然如果说你对安规没有什么要求 或者是电压比较低 我们也可以选择不同的这个挡墙 这是指挡墙 那把这个选掉之后呢底下会自动算出来 我们的骨架还剩多少空间再给你绕线 那么这部分呢是原边电感量和这个 AL 值 这个它会自动算出来 那么这个是气隙 到底用多少的气隙 这个是可以查表 实际上这一部分也可以直接算出来 我没有把它编进去 所以当时我自己去查表可以 那么这个很重要 这个是占据率 也就是说我们按我们的绕组选好了之后 我这个骨架里面大概得多少空间 被我们的绕组所占用了 那么如果这个占据率如果达到 90% 甚至说接近 100% 那肯定就很难绕绕不进去 所以我们一般来讲呢是控制在 80% 以下 那 70% 左右是比较合适的 既不大又不小 是这么个意思
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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