反激式高頻變壓器的分析與設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2011-05-23
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3 變壓器設(shè)計(jì)實(shí)例
逆變器電路拓?fù)淙鐖D1，其中對(duì)變壓器的工作要求為：輸入電壓24 V；輸出電壓有效值220 V，頻率50Hz；額定容量250 VA；開(kāi)關(guān)頻率20 kHz；變壓器在反激式電路中，即變壓器需工作在DCM；假設(shè)效率η=85％，最大占空比0．45。
磁芯材料選擇PC40，其在60℃時(shí)飽和磁通密度為Bw=450 mT，考慮一定裕度，取Bw的1／3作為變壓器工作磁通密度的擺幅，
即
。變壓器原副邊繞組均無(wú)抽頭，故由式(5)Pt=Po(1／η+1)=544 W。
工作頻率fs=20 kHz，kc取0．4，則由式(4)得
，根據(jù)上述值，選PC40 EE42／21／20，其中Ap=6．462 5 cm4；Ae=235 mm2；Aw=275 mm2。原邊繞組匝數(shù)根據(jù)式(8)得：
7．66，取8匝。副邊繞組匝數(shù)由式(9)及式(10)得：
代入數(shù)值可得：126．76，取127匝。電流密度J由式(3)得：
為確保最大輸出功率時(shí)逆變器仍工作在DCM，原邊電感(單位：μH)由式(16)得：
考慮趨膚效應(yīng)，原邊繞組采用AWG#18導(dǎo)線5根并繞，副邊繞組采用AWG#20導(dǎo)線。
可能出現(xiàn)的磁通密度峰值小于磁芯飽和磁通密度，設(shè)計(jì)可行。
4 實(shí)驗(yàn)
測(cè)試電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1．前級(jí)K2，K4關(guān)斷，K1，K3做20 kHz，占空比為0．45的高頻斬波，后級(jí)K5導(dǎo)通，K6關(guān)斷，從而形成一個(gè)反激型的DC —DC電路，輸入電壓取直流24 V，負(fù)載R取387Ω，此時(shí)測(cè)得輸出電壓為289．6V，輸入電流為12．7A，此時(shí)計(jì)算得電路的效率為71.1％，經(jīng)測(cè)試，前級(jí)全橋效率在大電流下約為85％，再考慮電路其他部分的損耗，因此可得變壓器的效率約為85％，變壓器實(shí)物照片見(jiàn)圖3。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/179093.htm
5 結(jié)語(yǔ)
本文詳細(xì)介紹了反激式高頻鏈逆變器用高頻變壓器的設(shè)計(jì)方法及步驟，明晰了原本復(fù)雜的變壓器設(shè)計(jì)步驟。本文的設(shè)計(jì)方法具有一定的普遍性，設(shè)計(jì)步驟中大多數(shù)也與其他電路拓?fù)涞淖儔浩髟O(shè)計(jì)過(guò)程吻合，最后，利用本文設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的高頻變壓器在250 VA高頻鏈逆變器中進(jìn)行了測(cè)試使用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，變壓器運(yùn)行良好，逆變器運(yùn)行良好，變壓器設(shè)計(jì)是比較成功的。
評(píng)論