大连理工大学14春电源技术大作业

网络教育学院《电源技术》大作业题目：开关电源变压器的设计方法学习中心：浙江桐庐奥鹏学习中心[24]层次：高中起点专科专业：电力系统自动化技术年级：2013年春季学号：201303563528学生姓名：王正兴大工14春《电源技术》大作业及要求题目二：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）。（5）为区分离线作业是否独立完成，请写些自己对该课程的想法或者学习心得。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：1、输入电压：AC90-264V/50-60HZ2、输出电压：5±0.2V3、输出电流：1A2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4000Gauss，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3600Gauss之间，若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000Gauss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=V2xIoutx120%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，MarginTape=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=V2xIoutx120%=5.75x2x1.2=13.8W==0.69A=0.69/2.4=0.30ALp===1.6mHNps==5.75/100=0.058==4.1取5圈Np=5/0.058=88圈辅助线圈电压为10V，则权数为Nw4=10/100x88=9圈变压器材质及尺寸:由以上假设可知材质MBR40，尺寸=EE-19，Ae=0.52cm2，可绕面积(槽宽)=12mm，因MarginTape使用2.8mm，所以剩余可绕面积9.2mm.决定变压器的线径及线数:=0.69A=0.69/2.4=0.30A假设NP使用0.32ψ的线电流密度=可绕圈数=假设Secondary使用0.35ψ的线电流密度=假设使用4P，则电流密度=可绕圈数=2.2.7设计验证将所得资料代入〈0.3T公式中，如此可得出B(max)，若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整。=1.6x0.69/(88x52)x100=0.28T0.3T设计通过