CCM反激式開關電源變壓器計算設計
(輸入:90-264V AC,輸出:12V/2A,EE1710,Bmax=0.3T,65kHz)
1. 設計目標
參數 | 值 |
輸入電壓范圍 | 90-264V AC(整流后約127-373V DC) |
輸出電壓/電流 | 12V/2A(24W) |
磁芯型號 | EE1710(Ae=46mm2,槽寬8.2mm) |
最大磁通密度 | Bmax=0.3T |
開關頻率 | 65kHz |
工作模式 | 連續導通模式(CCM) |
變壓器骨架圖:
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2. 設計步驟與計算
2.1 確定輸入功率與效率
輸出功率:P_out = 12V*2A = 24W
效率要求:六級能效標準要求效率 ≥89%,假設效率η= 90%
輸入功率:
2.2 計算最大占空比
CCM模式下,最大占空比D_max設為 0.45(經驗值)。
2.3 計算匝數比
匝數比公式:
V_in_min = 90V*≈?127V (整流后最小值)??
V_F = 0.7V (輸出二極管壓降)
代入計算:
匝數比 N = 8.0
2.4 計算初級繞組匝數
初級繞組匝數公式:
代入計算:
取整 N_p = 64 匝
2.5 計算次級繞組匝數
次級繞組匝數:
2.6 計算輔助繞組匝數
假設輔助繞組供電電壓 V_aux= 15V(需根據主控IC供電電壓確定)
2.7 繞組電流與線徑選擇
初級繞組電流:
- 峰值電流:
- 有效值電流:
- 線徑選擇:
電流密度 J= 4A/mm2,截面積 A = = 0.095mm2,選 0.35mm直徑漆包線(截面積0.096mm2)。??
次級繞組電流
- 有效值電流:
- 線徑選擇:
截面積A = = 0.675mm2,選 0.9mm直徑漆包線(截面積0.636mm2)或雙線并繞。??
輔助繞組電流
- 假設電流 I_aux = 0.1A,選 0.2mm直徑漆包線
3. 變壓器結構
- 繞制順序:
1.初級繞組(64匝,0.35mm線)→ 絕緣膠帶 →
2.次級繞組(8匝,0.9mm線)→ 絕緣膠帶 →
3.輔助繞組(10匝,0.2mm線) → 絕緣膠帶 →
4.屏蔽繞組(需根據EMI情況實際調試)
- 磁芯裝配:EE1710磁芯,需加氣隙(氣隙長度通過電感量測試調整)。
4. 注意事項
1. 氣隙調整:通過增加磁芯氣隙降低磁芯飽和風險,需實測初級電感量 L_p,確保滿足:
(實際需根據磁芯特性調整)。
2. 溫升測試:滿載工作下,變壓器最高溫度應 ≤90℃。
3. 安全間距:初級與次級繞組間需加強絕緣(如3層膠帶),滿足安規要求。
4、變壓器需使用三明治繞法2層+1層,需根據實際繞制情況分配兩層圈數
5.關鍵參數總結
參數 | 值 |
初級繞組 N_p | 64匝,0.35mm漆包線 |
次級繞組 N_s | 8匝,0.9mm三層絕緣線 |
輔助繞組 N_aux | 10匝,0.2mm漆包線 |
匝數比N | 8.0 |
電感量L_p | 890uH |
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