开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计一:反激
磁损 = 总损耗 - 铜损,或者,磁损 = 绕组电阻为0的变压器损耗。
1、开环联合仿真
以100W24V全电压反激变换器为例,最简洁的开环仿真电路如图(仿真压缩文件FB1附后):
注:这里采用无损吸收方式,以便更仔细的观察吸收的细节和效果。
主要设计参数为:
输入电压85~265VAC,对应最低100VDC,最高375VDC
输出电压24V
输出功率100W,考虑过载20%,即120W,对应负载阻抗4.8欧姆
PWM频率50KHz
先采用一个2绕组线性变压器仿真。 先初步拟订的变压器参数如下:
其中暂定的偶合系数 k=0.985,可表达约3%的典型漏感。
先用极端高压(375VDC)仿这个电路:
占空设在0.2左右。调整变压器次级电感 ls,使输出达到24V。
观察Q1的电压波形,电压应力明显分为两部分,一部分是匝比引起的反射电压,最前端还有个漏感引起的尖峰电压。D3的电压波形亦如此。
增加 ls 值可以降低Q1的反射电压,同时增加D3的反射电压。调整 ls 使Q1的反射电压低于一个可以接受的值,D3选择范围较宽,可暂不仔细追究。
增加吸收(即C1容量)可以降低漏感尖峰电压,同时调整L1电感量使C1电压刚好可以放电到0V,最终使尖峰电压低于一个可以接受的值。
不同 lp 的值对应一个恰当的 ls 值,可以获得一个最大的占空比,足够的占空比才能保证高压轻载的调节性能。
以上调整应始终使输出保持在24V条件下进行。
在C1=15nF,L1=470uH条件下,可以得到如下一组数据:
我们暂时按照占空比=0.22这一组数据进行下面的设计。
再用极端低压(100VDC)仿这个电路
增加占空比,直到输出达到24V,此时占空比 0.521
观察原边绕组电流波形,可以看出还有相当程度的电流连续(模式)。
平均电流1.72A,峰值电流 Im=4.17A
附:联合仿真电路
五、设计举例一:反激变压器(续)
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