采用TOPSwitch的單端正激式電源的電路分析與設(shè)計
當(dāng)im(i)=Ism時,B=Bmax,H=Hmax,則去磁電流最大值為
Ism=Ipm(7)
式中:lc為磁路長度;
Ipm為初級電流的峰值。
根據(jù)圖2(b)去磁電流的波形可以得到去磁電流的平均值和去磁電流的有效值Is分別為
=
dt=
(8)
Is==
(9)
下面討論當(dāng)NP=NS,Dmax=0.5與NP=NS,Dmax=0.3時的去磁電流的平均值和有效值。設(shè)上述兩種情況下的Hmax或Bmax相等,即兩種情況下勵磁繞組的安匝數(shù)相等,則有
Im1NP1=Im2NP2(10)
式中:NP1為Dmax=0.5時的勵磁繞組匝數(shù);
NP2為Dmax=0.3時的勵磁繞組匝數(shù);
設(shè)Lm1及Lm2分別為Dmax=0.5和Dmax=0.3時的初級繞組勵磁電感,則有
Im1=×0.5T為Dmax=0.5時的初級勵磁電流;
Im2=×0.3T為Dmax=0.3時的初級勵磁電流。
由式(10)及Lm1,Lm2分別與NP12,NP22成正比,可得兩種情況下的勵磁繞組匝數(shù)之比為
(11)
及
(12)
當(dāng)NS1=NP1時和NS2=2NP2時去磁電流最大值分別為
Ism1=Im1=Im(13)
Ism2=Im2=Im(14)
將式(10)~(14)有關(guān)參數(shù)代入式(8)~(9)可得到,當(dāng)Dmax=0.5時和Dmax=0.3時的去磁電流平均值及
與有效值Is1及Is2分別為
=
Im Is1=0.408Im (Dmax=0.5)
≈0.29Im Is2=0.483Im (Dmax=0.3)
從計算結(jié)果可知,采用NS=2NP設(shè)計的去磁繞組的電流平均值或有效值要大于NS=NP設(shè)計的去磁繞組的電流值。因此,在選擇去磁繞組的線徑時要注意。
3 高頻變壓器設(shè)計
由于外圍電路元件少,該電源設(shè)計的關(guān)鍵是高頻變壓器,下面給出其設(shè)計方法。
3.1 磁芯的選擇
按照輸出Vo=15V,Io=1.5A的要求,以及高頻變壓器考慮6%的余量,則輸出功率Po=1.06×15×1.5=23.85W。根據(jù)輸出功率選擇磁芯,實際選取能輸出25W功率的磁芯,根據(jù)有關(guān)設(shè)計手冊選用EI25,查表可得該磁芯的有效截面積Ae=0.42cm2。
3.2 工作磁感應(yīng)強(qiáng)度ΔB的選擇
ΔB=0.5BS,BS為磁芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,由于鐵氧體的BS為0.2~0.3T,取ΔB=0.15T。
3.3 初級繞組匝數(shù)NP的選取
選開關(guān)頻率f=100kHz(T=10μs),按交流輸入電壓為最低值85V,Emin≈1.4×85V,Dmax=0.3
計算則
NP==
=52.6取NP=53匝。
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