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高频变压器的设计方法

2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】：半桥式高频变压器的设计要满足工作频率，输入电压的宽度，变压器温升等要求。首先根据功率选定磁心，再确定磁感应强度，还要考虑磁心的损耗。

半桥式高频变压器的设计要满足工作频率，输入电压的宽度，变压器温升等要求。首先根据功率选定磁心，再确定磁感应强度，还要考虑磁心的损耗。对于高效率变压器，要求铜损与铁损相等，这是半桥式变换电路与正反激式变换电路的不同之处。

输入交流电压：AC140～265V。

输出参数：DC48V/3.125A。

1.计算输入功率

Pi=Po/η，设η=0.9，Pi=150/0.9W=166.67W。978-7-111-49915-2-Chapter04-109.jpg

2.计算磁感应强度增量

电源的典型工作频率为100kHz，实际工作频率是随着输入电压和负载变化的，在50～250kHz范围内波动，为安全可靠，选100kHz，允许温升为50℃。从图4-24可查出总损耗为3.3W，铁损PFe=3.3/2W=1.65W。根据表2-3选用磁心为EE-35，这时铁心截面积为100mm2。从图4-25可知，1.65W的铁损对应的磁通在开关频率为100kHz时的总磁通为10μWb。磁心的磁感应强度为

Bopt=Φ/Ae

式中，Φ为磁通量，Ae为磁心截面积。

978-7-111-49915-2-Chapter04-110.jpg

978-7-111-49915-2-Chapter04-111.jpg

图4-24 变压器自然通风总损耗与温度的关系

978-7-111-49915-2-Chapter04-112.jpg

图4-25 变压器在100℃时的磁滞和涡流损耗与总磁通的关系

3.计算电源最低占空比Dmin和最高占空比Dmax

一次绕组感应电压的感应系数与输入电压和输入功率有关，还与磁心特性有关，依照表3-1和图4-23，最低感应电压978-7-111-49915-2-Chapter04-113.jpg最高感应电压VBmax=322.25V匝比978-7-111-49915-2-Chapter04-114.jpg

4.计算变压器一次绕组匝数NP、二次绕组匝数NS978-7-111-49915-2-Chapter04-115.jpg

图4-23的输出电压是全波整流，计算变压器二次绕组电压时将输出电压除以2，即

978-7-111-49915-2-Chapter04-116.jpg

式中，V′是每匝线圈所感应的电压，978-7-111-49915-2-Chapter04-117.jpg978-7-111-49915-2-Chapter04-118.jpg

5.计算一次绕组峰值电流978-7-111-49915-2-Chapter04-119.jpg

6.计算变压器一次绕组电感LP978-7-111-49915-2-Chapter04-120.jpg

7.计算变压器磁心气隙δ

对于半桥式变换电路，避免出现逐渐阶梯式趋向饱和，克服“偏磁”现象是非常必要的，C39的作用就在这里。978-7-111-49915-2-Chapter04-121.jpg

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