高频变压器设计方法

AP=Aw·Ae各种磁芯的AP示意图如下：线路（b）PT=Po（+√）线路（b）PT=Po（+1）AP值是磁芯窗口面积Aw与磁芯有效截面积Ae的乘积，即1、计算视在功率PT；视在功率PT因工作电路不同而别，如下图：视在功率与线路结构关系线路（a）PT=Po（1+）5、开关工作频率fs；6、工作磁通密度Bw；7、选用磁芯型式；8、效率η；9、温升∝。二、计算步骤：高频变压器的设计方法之一一、设计条件：1、工作电路；2、原边电压Vp；3、输出电压Vo；4、输出电流Io；1η1η1η2AwGDAeEI叠片铁芯AwGGEAeC型铁芯AeAw环形铁芯RPoPi(b)RPoPiN1=N2(a)Po(c)AP=（）KjKj（允许温（允许温升25℃）升50℃）Pcu=Pfe433632-0.1733.84814.5Pcu＞Pfe403590-0.1232.558.813.1Pcu=Pfe323468-0.1439.266.617.9Pcu＞Pfe395569-0.1444.576.625.6Pcu=Pfe366534-0.1241.368.219.7Pcu=Pfe250365-0.1350.982.325AeAwLeWtMl其中：耗损XKsKw铁芯种类Le——磁芯有效磁路长度（cm）；Wt——磁芯重量（KG）；Ml——绕组平均匝长（cm）。J=KjAPXV01=KvAP0.75Wt=KwAP0.75As=KsAP0.5根据选取的磁芯，查出（计算）出如下参数：一般罐形（配线）磁芯铁粉磁芯C型铁芯单线圈金属叠片磁芯带绕铁芯Kf——波形系数，方波Kf=4.0，正弦波Kf=4.44；Kj——电流密度比例系数；X——与磁芯有关常数。各种磁芯结构常数如下表：Kv式中：AP——为Aw和Ae两面积乘积（cm4）；PT——变压器视在功率（w）；Bw——工作磁通密度（T）；Fs——开关工作频率（Hz）；Ko——窗口使用系数，一般取0.4；AeAw带绕铁芯AwGAe罐形铁芯KoKfFsBwKjPT×10411+XNp=（匝）Ip=(A)（A/cm2）（cm）（cm2）（Ω）（W）Vo′=Vo+VDF并查出带漆皮的线径、截面积和每cm电阻（Ω/cm）值。7、计算原边绕组电阻值Rp和原边铜损Ppcu：Rp=Ml×Np×Ω/cmPpcu=Ip2Rp8、计算副边绕组匝数：5、计算电流密度J：J=Kj（Aw·Ae）X6、计算原边绕组裸线直径dP和截面积Axp：dP=1.13Axp=※式中，在有中心抽头电路时，Ip需乘0.707的修正因素，根据计算的dP值选取初级导线，平均匝长计算如下图：Ml=a1+b1+0.95（a2+b2）其中：a1+b1为骨架内径尺寸的1/2；a2+b2为骨架外径尺寸的1/2。3、计算原边绕组匝数Np：4、计算原边电流Ip：a1a2b2b1Vp×104KfFsBwAePoVpηIp×（0.707）※JIp×（0.707）※JNs=（cm）Axs=（cm2）（Ω）（W）（W）P∑=（W）（W）×（W）16.趋肤效应电流密度下降到表面电流密度的0.368，即1/e的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ15、验算：若Pfe′＜Pfe，设计通过；若Pfe′＞Pfe，应重新选择磁芯进行计算。13、计算允许之铁损Pfe：Pfe=P∑Pcu14、计算变压器铁损Pfe′：根据磁芯的损耗曲线，查出在fs和Bw条件下，单位重量的功耗W/KG值，由下式计算磁芯功耗。Pfe′=10、计算副边绕组电阻值和副边铜损；Rs=Ml×Ns×Ω/cmPscu=Io2Rs11、计算变压器总铜损Pcu：Pcu=Ppcu+Pscu12、计算在效率η下允许的总损耗P∑：式中：Vo′——副边总电压；VDF——输出二极管压降。9、计算副边绕组裸线直径dS和截面积Axs：dS=1.13选取副边绕组导线直径，查出带漆皮导线的线径、截面积和每cm电阻（Ω/cm）。NpVo′VpIo×（0.707）JIo×（0.707）JPoηPoWKGWtμ——导线材料的磁导率γ=1/ρ——材料的电导率k——材料电导率（电阻率）温度系数在导线温度100度时2=k7.6f表观功率定义：端口的电压有效值与电流有效值之乘积