高頻開關(guān)電源中隔離降壓式DC/DC變換器的制作方法

7)計(jì)算變壓器輸入功率P1與輸出功率P2

P1=Up1·I1（7）P2=∑(Up2·Ip2·)（8）

8)確定磁芯尺寸[7]

首先確定銅耗因子Z，Z的表達(dá)式為Z=1.96×（9）

式中：τ是環(huán)境溫度（℃）；

Δτ是變壓器溫升（℃）。

然后計(jì)算脈沖磁感應(yīng)增量ΔBm，

ΔBm=KB·Bm（10）

式中：KB是磁感應(yīng)強(qiáng)度系數(shù)；

Bm是磁芯材料最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）。

對于R2K鐵氧體磁芯，最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.3T。磁感應(yīng)強(qiáng)度系數(shù)KB可以從圖2所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度系數(shù)曲線圖得出，它取決于輸出功率P2（W），工作頻率f（kHz）和變壓器平均溫升Δτ（℃）。

變壓器所需磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)Y由下式確定Y=（11）

式中：Y是變壓器所需磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)（cm5）；

q是單位散熱表面功耗（W/cm2），q可以從溫升和q值關(guān)系曲線中得出，如果環(huán)境溫度為25℃，變壓器溫升為50℃，對應(yīng)的q值為0.06。

圖2磁感應(yīng)強(qiáng)度系數(shù)

計(jì)算出Y之后，選擇磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)Yc≥Y的磁芯，然后從磁芯生產(chǎn)廠商提供的資料中查出變壓器散熱表面積St(cm2)，等效截面積Ae(cm2)等磁芯參數(shù)，或者自行設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)常數(shù)的磁芯。

9)計(jì)算初級繞組匝數(shù)（N1）[7]N1=·104（12）

10)計(jì)算次級繞組匝數(shù)NiNi=N1(i=2，3，4…)（13）

式中：Upi是次級各繞組輸出電壓幅值（V）。

11)計(jì)算去磁繞組匝數(shù)

對于采用第三繞組復(fù)位的正激變換器，復(fù)位繞組的匝數(shù)越多，最大占空比越小，開關(guān)管的電壓應(yīng)力越低，但是最大占空比越小，變壓器的利用率越低。故需綜合考慮最大占空比和開關(guān)管的電壓應(yīng)力，一般選擇去磁繞組匝數(shù)（NH）和初級繞組匝數(shù)相同，即

NH=N1（14）

需要注意的是，應(yīng)該確保初級繞組和去磁繞組緊密耦合。

2.3確定導(dǎo)線規(guī)格

1)計(jì)算變壓器銅耗Pm

根據(jù)變壓器平均溫升確定變壓器總損耗，減去磁芯損耗即得出銅耗，再根據(jù)銅耗來計(jì)算電流密度。計(jì)算銅耗應(yīng)該在磁芯規(guī)格確定之后進(jìn)行。

Pm=q·St－Pb·Gc(W)（15）

式中：St是變壓器表面積（cm2）；

Pb是在工作磁感應(yīng)強(qiáng)度和頻率下單位質(zhì)量的磁芯損耗（W/kg）；

Gc是磁芯質(zhì)量（kg）。

在實(shí)際計(jì)算中，銅耗可以按總損耗的一半處理。

2)計(jì)算銅線質(zhì)量Gm

Gm=8.9·lm·SW·Km(kg)（16）

式中：lm是線圈平均匝長（cm）；

SW是磁芯窗口面積（cm2）；