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详细说明：凭经验选择开关电源磁芯尺寸和类型pdf,凭经验选择开关电源磁芯尺寸和类型l50200W EI60 EE50 ER49 EE60 The core quickselection lable For universal input range, fs-E7kHz and 12v sing leou lpul 摘自: Application Note AN4l40 Transformer Design Considcration for off-lincFlybackTMConverters using Fairchild Power Switch (FPS) D、单端反激式变压器磁芯的选择公式 pbmcs51.blog. bokee.net Ve=555*P/f 式中:ve-一为磁心的体积:Ve=Aee;单位为:毫米立方 P为输入功率;单位为:瓦; f—为开关频率;单位为:千赫兹本公式假设:Bm=0.3,Lg/Le=0.5%气隙长度/磁芯等效长度; 如果Ls/Le=气隙长度/磁芯等效长度=1%时,又如何计算呢?(请考虑输出功率、磁芯截面积和开关频率决定气隙,因为在反激式开关电源十气隙的体积大小决定储能的多少,频率决定能量传输的快慢; 如:EI25Ve=2050mm3:Ae=42平方毫米,Le=49.4m:f=40KHz;n=075 Lg=0.005*9.4=0.247mm-气隙长度 Pin=Ve*F/55=205010/5=14.76W; Pou=n#in=0.75束14.76=11.07W; 若:f=100KHz则 Pcut=11.07W*(100/40)=27.675W; 反激式开关电源设计的思考一字体大小:大|中|小2007-03-0111:00-阅读:4593-评论:3 反激式开关电源设计的思考一王佰营徐丽红对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负截有关: 当副边电流加人时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通:在空载运行和负载运行时,该励磁分量均个变化励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水夏中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。而初次级负载安叵数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分, 一般不大于总电流10%因此不会造成磁芯饱和。反激式变换器和以上所述大个相同,反激式变换器工作过程分两步: 第:开关箮导通,母线通过初级统组将电能转换为磁能存储起来第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。叮见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器样,此吋仪有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。初缴的全部屯沇用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/d近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。由上边分析可知,反激式开关电源的设计,在保讦输出功率的前提下,首要解决的是磁芯饱和问颗。如何解决磁芯饱和问题?磁场能量存于何处?将在下一篇文章:反激式开关电源变压器设计的思考二中讨论反激式开关电源没计的思考二--气隙的作用王佰营徐丽红 wbymcs51.blog. bokee net 反激式开关电源设计的思考一“文中,分析了反激式变换器的特殊性防止磁芯和的重要性,那么如何防止磁芯的饱和呢?大家知道增加气隙可在相同△B的情况下,△IW的变化范围扩大许多,为什么气隙有此作用呢? 由全电流定律可知: ∮Hd=2 HIm= N 又:B=0→H=B/(以0·Hr) 得:B/(以0·以)·1=g B=4x107·以x·HI/l 式中1m为磁路长度,一般我们在开关电源中用的铁氧体磁芯的磁路长度比较短,这样B值会很大,容易饱和。如果加上气隙情况家大不相同,带气隙磁芯的磁路有效长度为: 4=址k常用开关电源磁芯的x为1500-2000 1)式变为: B=4x×107x··I/=4·107·以x·I(l+zk)(2) 现在我们看一个例子: 苟选碗芯为E33如=100匝,I=0.5A;以x=150 lg-1mm, Im-76mm 当无气隙时 Bm=4π×107×1500×100×0.50.076 1239T 当有气隙时: B=4m·101×150×100×0.5/(0076+150×0001) =0.0597T 由上例可知,同一个磁芯在电流不变的条件下,仅增加1mm气隙,加气隙的磁感强度仅为不加气舆的磁感应强度的48%,看来效果相当明显。加了气隙后,是否会影响输出功率呢?换句话说,加了气隙变压器还能否储原来那些能量呀?看一下下面的例子就知道了: 在思考一〃一文中已讨论过,当开关管导通时,次级绕组均不构成回路,此时,变压器象是仅有一个初级绕组带磁心的电感器一样,母线将次级需要的全部能量都存在这个电感器甲。如下图1就是一个有气隙的电感器 ↑ 图1 Ae 图1表示个磁芯长为Im,气隙长为l,截面积为Ae的磁芯,在其上续N匝线圈, 当输入电压为U时,输入功率为W W=0U1連 3 假若忽略线圈电阻,这个能量必然以磁能Wm的形式存于电感中即:Wm=W=fUl1it 〔4) A 图2 图2为磁路的磁化曲线,假设当t=ta时,i=1i,磁铁W=ya 忽略圖电阻,那么轼围的自感电动鹑e和U相等,根据法拉第电磁感应定律可知 U=e=Nd中;dt=dy/dt 5 代5式人4式得 Wm=∫ddft=∫o"aidy(6) 6式右边的积分为图2中阴影部分面积A,即就是说: 磁场能量的大小等于磁化曲线b和纵轴所围成的面积大小。图1中,假定磁路各部分的面积相等,磁芯各部分的磁场强度为Hm,气隙部分的磁场强度为Hg,由全电流定律得: NI= Hdl H Im +hg. lg [B!(以0·以r)]·l+[B/o]·1(7 由7式得:I=(B/N·[m/(以0·r)+1g/0(8 代8式入6式得: Wm-f0YB/·[m(0“x)+/]dW(9) 又:V=N中=N*Ae·B d=N*Ae·dB (10) 代10式入9式得: =Ae厂B1m/(0·以r)·BAB+AeB1goBB·AE·Db B/1·[lmf(以0·以r)+1/以o] =(Ae·m/μ0)∫0Ba(B/kx)dB+ (Ae·lg/0)f0BBcB 11式石边第一项是磁芯中的磁场能量,第二项是气隙部分的磁场能量,分别用 M和Wg表示;那么 Wg/W=[(Ae·g/0)JB] (Ae·lm/μ0)fB(B/r)dB] (12) 若假定H1是不变的,那么12式变为: Wg/W1=r·lg/lm 13) 若用上例的参数:1m=76mm,1g=1mm,ur=1500 将它们代入13式得 Wgw=1500×1/76=197 由上面分析可知,母线通过初级绕组将电能转换为磁场能量,储存在鲸芯和气隙部分中,其中大部分集中在气隙中。如下图 A A 图3 图3巾,曲线m表示图1电感器无气隙时的磁化曲线,曲线g表示有气隙时的磁化曲线。图中,面积Am表示储存在磁芯部分的磁场能量;面积Ag表示储存在气隙部分的磁场能量。上面计了气隙的作用以及磁场能量在变压器中的分布,那么根据输出功率如何选用磁芯呢?将在反激式开关电源设计思考三中讨论反激式开关电源设计的思考三--磁芯的选取字体大小:大|中|小2007-03-0914:11-阅读:4852-评冷:2 反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取) 王佰营徐丽红 wbymcs51. blog. bokee net 在DCM状态下选择: Uin一电源输入直流电压 Xinmin一电源输入直流电压最小值 D一占空比 Np一初级绕组匝数 Lp一初缴绕组电感量 Ae—磁芯有效面积 Ip一初级峰值电流 f一开关频率 Ton-开关管导通时间 I一初级绕组电流有效值 n一开关电源效率 ]一电流密度 Xinmin时: 假设:U道= Finif,D=Dm, PO n·Pin 1/2·1p·Ip2·f 又 p·p=Uin·D/f n·1/2·(Un·D/f) =1/2·n·Uin·D·Ip 又:Uin≈e=Np·Ae·(△B!Tom) 即:P0=1/2·n*Ⅳp+Ae·(△B/Ton)+D·l =1/2·n+Np+Ae+△B(Tn/T)·1ron·Ip =1/2·n·Np·Ae·△B·Ip·f 又:I=√D/3·Ip→Ip=√3/D·I 即:P0=12·n·Np’Ae·△B·√3D·I·f(1) 若 Aw-为骨架的窗口面积; A一为初级统组面积 As-为次级统组面积; A一初级功率统组每的面积; sF一窗口使用系数; 设:SF=04,且A卫=As 那么:想+A=04AW=2A Ap=(04/2)·Aw=0.2 又: A卫=Np·Ah 即:Np·Ati=0.2Aw Ati=0.2 Aw /Np 那么:1=J·Ati=0.2Aw·J/Np 代(2)式入(1)式得 P0=12·n·Np·Ae·△B·√3D·f·(0.2Aw·J)/Np 令:=0.8,D=0.5 P0=1/2×0.8×√30.45×0.2×Ae·Aw·J·f·△B =[(04×02X√3)f√0.45]XAe·Aw·△B+J·f Ae·Aw=P0(ΔB·J·f)×10.1959 ∴A·Aw=5P0/△B·J·f 若 J一A/mm2 f-Khz △B一T P0—W 那么:AB·Aw=(5P0/△B·J·f×106×106×105×103 Ae·Aw=(5P0/△B·J·f)×103(mm4)(3) 其中:J-A/mm2; f一KHz; △B-T; P0一W; 通过(3)式可方便计算出反激式开关电源在电流断续模式时磁芯的AeAw值,通过昋厂商提供的磁芯参数表就可选择合适的磁芯,在选择磁芯时要留一定的余量。例如:有一反激式开关电源输出功率为10W,开关频率为 40KHz,AB为0.16T,电流密度取4.5Amm2磁芯选用EE系列, 那么由公式(3)可知: Aew=(5P0/△B*Jf)×103 5×10(0.16×45X40)×103 =1.736×103(mm4) 通过查南通华兴磁性材料有限公司EE型磁芯参数知有效数尺寸 Dimemsionsonm 豆量号 edP逍e TPE c mm"mm 3 E380830340=0.1364021802|61 2819569 135 0.9 0.2A0.1 0n110.2n03550248*0212540216 43*2 23265115 301 L.8 28 EE1312130n03606025903 9846*0.21303166 2.4 0/0.4 E61416.14031.1025040211:75240219355185 650 3.5

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