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大工13春《电源技术》大作业及要求.doc大工13春《电源技术》大作业及要求.doc
网络教育学院
《可编程控制器》大作业
题 目: 开关电源变压器的设计方法
学习中心:浙江建设职业技术学院奥鹏学习中心
层 次: 高中起点专科
专 业: 电力系统自动化技术
年 级: 12 年 春季
学 号: 121213128855
学生姓名:
大工13春《电源技术》大作业
题目一:开关电源变压器的设计方法
总 则:对开关电源变压器的设计要求及方法进行论述。
撰写要求:
(1)介绍高频开关变压器的特点和基本参数。
(2)介绍高频开关变压器的设计内容。
(3)论述高频开关电源变压器的具体设计方法。
(4)总结(需要说明的问题)。
我们以输出功率为5瓦以下的开关电源为例,讲解一下开关电源变压器的设计。
1?电气要求:
?输入电压:AC 90-264V/50-60HZ
?输出电压:5±0.2 V
?输出电流:1A
2?设计流程介绍:2.1?线路图如下:??说明:W1,W3是做屏蔽用的,对EMI有作用;Np是初级线圈(主线圈);Nb是辅助线圈;Ns次级线圈(二次侧圈数)。2.2?变压器计算:
2.2.1?变压器的参数说明: 依据变压器计算公式??? ?B(max)?=?铁心饱合的磁通密度(Gauss)(?Lp?=?一次侧电感值(uH)(?Ip?=?一次侧峰值电流(A)(?Np?=?一次侧(主线圈)圈数(?Ae?=?铁心截面积(cm2)(?B(max)( 依铁心的材质及本身的温度来决定,以浙江东磁公司的DMR40为例,100℃时的B(max)为4000 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3600 Gauss之间,若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae越高,所以可以做较大瓦数的Power。
2.2.2?决定占空比:由以下公式可决定占空比 ,占空比的设计一般以50%为基准,占空比若超过50%易导致振荡的发生。?? ?NS = 二次侧圈数(?NP = 一次侧圈数(?Vo = 输出电压(?VD=( 二极管顺向电压?Vin(min) = 滤波电容上的最小电压值(?D( =占空比2.2.3?决定Pout,Ip,Lp,Nps,Np,Ns值:Pout=V2 x Iout x 120%V2=Vout + Vd + Vt?? 因为I1p是峰峰值,如下图:? 所以? ???? Lp= ?? 简化后?? Lp= ?????Nps=??? ?Ip = 一次侧峰值电流(?I1p = 一次侧尖峰电流值(?Pout =( 输出瓦数?Vd=开关二级关的正向压降一般为0.55V(?Vt=输出滤波线圈的压降,一般取0.2V(? 开关变压器的转换效率(?( PWM震荡频率?Nps次级与初级的匝比(?Np初级线圈圈数,Ns次级线圈圈数(
2.2.4?决定变压器线径及线数:当变压器决定后,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
2.2.5?决定辅助电源的圈数:依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压。?
2.2.6?变压器参数计算:?输出瓦数10W(5V/2A),Core =( EE-19,可绕面积(槽宽)=57mm,Margin Tape = 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm,Ae=52?假设fT = 45( KHz ,Vin(min)=90V, =0.7, ?计算式:(?决定占空比:(????????????????????????? 假定D=0.48,f=45k?计算Pout,Ip,Lp值:(????????? V2=Vout + Vd + Vt??????????? =5+0.55+0.2=5.75Pout=V2 x Iout x 120%????????????? =5.75 x 2 x 1.2 =13.8W??????????? = =0.69A???????????????????
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