利用计算机设计单片开关电源讲座
需要说明两点:
(1)ALG值必须在选好NP值以后才能确定。
(2)如上所述,高频变压器的设计是一个多次迭
代的过程。例如当NP改变后,NS和NF的值也一定会按一定的比例变化。此外,在改变磁芯尺寸时,需对J、BM、δ等参数重新计算,以确信它们仍在给定的范围之内。这表明若计算结果与电子数据表格中的数值略有差异,也属正常现象,因二者迭代过程未必完全一致。
[步骤23]确定次级参数ISP、ISRMS、IRI、DSM
(1)计算次级峰值电流ISP
次级峰值电流取决于初级峰值电流以及初、次级匝数比,有公式ISP=IP×(18)
将IP=0.74A,NP=54匝,NS=5匝代入式(18),得到ISP=7.99A。
(2)计算次级有效值电流ISRMS
次级纹波电流与峰值电流的比例系数KRP与初级完全相同,区别仅是对次级而言,KRP反应的是次级电流在占空比为(1-Dmax)时的比例系数。因此,计算次级有效值电流ISRMS时,须用下面公式:ISRMS=ISP(19)
表6选择钳位二极管和阻塞二极管
U(V) | 钳位电压UB(V) | 钳位二极管 | 阻塞二极管 |
---|---|---|---|
固定输入:100/115 | 90 | P6KE91(91V/5W) | BYV26B(400V/1A) |
通用输入:85~265 | 200 | P6KE200(200V/5W) | BYV26C(600V/1A) |
固定输入:230±15% | 200 | P6KE200 | BYV26C |
将ISP=7.99A,Dmax=51%,KRP=0.92代入式(19),求得ISRMS=3.35A。电子表格中的计算结果为3.36A。
(3)计算输出滤波电容上的纹波电流IRIIRI=(20)
将ISRMS=3.36A,IO=2A代入式(20),求得IRI=2.70A。
最后计算次级裸导线直径,有公式DSm=·=1.13(21)
将ISRMS=3.36A,J=5.18A/mm2代入式(21),求得DSm=0.91mm。实选?0.900mm的公制线规。需要指出,当DSm>0.4mm时,应采用?0.4mm的两股导线双线并绕NS匝。与单股粗导线绕制方法相比,双线并绕能增大初级绕组的等效横截面积,改善磁场耦合程度,减小磁场泄漏及漏感。此外,用双线并绕方式还能减小次级导线的电阻值,降低功率损耗。
若选用三重绝缘线来绕制初级绕组,则导线外径(单位是mm)的计算公式为:DSM=(22)
将b=8.43mm,M=0,NS=5匝代入式(22),求得DSM=1.69mm。可选导线直径DSm≥0.91mm而绝缘层外径DSM≤1.69mm的三重绝缘线。
[步骤24]确定次级整流管、反馈电路整流管的最高反向峰值电压:U(BR)S、U(BR)FB
有公式:U(BR)S=UO+UImax·(23)
U(BR)FB=UFB+UImax·(24)
将UO=7.5V,UFB=10.4V,UImax=375V,NS=5匝,NP=54匝,NF=7匝,分别代入以上两式,求得U(BR)S=42.2V,U(BR)FB=59V。这与电子表格中给出的结果完全相同。
[步骤25]选择钳位二极管和阻塞二极管
见表6。对于低功率的TOP200、TOP201、TOP210型单片开关电源,可选UB=180V的瞬变电压抑制器。
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