精通反激电源变压器设计6-反激电源变压器计算实例讲解(3)---固定频率控制6C

各位大家好

我是邵革良

从现在开始呢

我们进入这个讲义的第六讲

那么从第六讲到第七讲

我分别会利用一个我给大家提供的

反激电源变压器设计计算的

Excel 表格这个软件

那么来实例讲解

两种反激电源变压器的设计计算

那么今天的第六讲

我们主要是讲固定频率控制这种模式

那么第七讲呢是讲临界模式

或者准谐振模式的变压器的设计计算

那么这个表格呢

我以前呢给大家做的讲座里面

其实有介绍过 那么从世纪电源网上

也可以进行下载

那么我们首先看这个表格

我希望通过这个屏幕

就把我们一个反激电源设计的

所有的范围能够一目了然的

去看到就是我们设计的

一些各种各样的计算的参数

我们看这里头有几个部分

第一个部分呢就是最上面这一条

那么这一条里面呢实际上

当然还有下面就是这个蓝颜色的部分呢

实际上是我们整个设计的一个输入量

也就是说基本上是我们定下来的

我们希望她工作的一些条件和状态

那么蓝颜色呢是可以修改的

那白颜色的部分呢

其他白颜色的部分呢

都是我们计算的结果

那么分几个大块

右手边的右上角这一块

这一块呢是用来给我们提供到底变压器的

原副边的匝数选多少比较合适的

一个参考的数据那么我们

通过这个参考数据呢最终来确定匝数

那么把它贴到这个 NP NS 和 LP

这个地方来

那么这一部分呢

实际上列举了五个输入电压的情况

那么从最小的电压

到我们电源工作允许最高的电压

那么这个范围我们各个电压的状况

工作的这个状况占空比 导通的时间

二极管电流导通的时候

二极管有电流流过去的时候副边的二极管

那么它的时间那么还有我们磁芯的

Bmax 和 ΔB 是多少

那么我这里提供一个参考

就是 Power loss 就是我们磁芯的损耗

那磁芯损耗呢

我这里头的公式呢实际上是

利用了一个 PC40 的这个材料

当然大家也可以把它修改成其他的材料

那么这部分呢因为是开放来说

表格都可以按照自己的意愿进行修改

那么从中间的右半部分

这一部分实际上是给我们安排

绕线怎么排线

那这部分呢一会我会细致的去讲解怎么使用

那么进行排线了之后呢

我们自然就知道了原边的截面积

副边的截面积

那么这一部分呢

就是我们除了给大家展示出

整个电流波形

还有它的直流分量 交流分量和有效值

那么最终可以算出来电流密度是多少

那么通过这个左边

下面的左边呢是我们原边

下面的右边是我们的副边

通过这个原副边的电流密度

我们来观察我们的变压器设计

是不是大致合理

那么有一点我要说明一下

由于这个表格编制的时候呢比较匆忙

嗯有一部分呢是我们一定要注意的

就是说这个Lp圆边的电感量这一项

我们千万不要把它删掉

可以填上一个某一个数值

如果你删掉之后整个表格就会乱掉

也恢复不回来

所以说使用的时候呢

一定不能让它空掉

那么也可以做一个备份

那万一乱掉之后

我们用原来的软件进行使用

那么这地方呢我介绍一下

就是我今天讲的一个实例

是一个 24V 35W 的一个电源

那么 24V 35W 呢

因为我这个电压呢是有要求有

115% 的这个过电压的这个能力

就是说最高电压达到 27.6 伏

所以说我输入 27.6 伏

所以说我输入 27.6 伏

那么这个时候呢

它的功率 35 瓦 那么是 1.27 安培

这是我们输出的目标

然后呢这个电源是把它固定在 70K 的频率上

那么这个地方为 Vf 是

副边的整流总电路的整流二极管的导通压降

也就是说在我 1.3A 这个情况下

那么我大概查一下手册

那我选取的管子呢大概是 0.65V

那么这个 VR 呢是指我用这个整流二极管的

一个反向的耐压是 150V

Sparkle 呢就像我前面讲过

我是人为地设置一个 50V

我人为这个毛刺呢想把它控制在 50V 以内

那么最终呢到底是不是呢

要取决于我们的变压器的耦合的情况

所以说我们在设计这个变压器的时候

会下一步会尽可能改善它的耦合

那么这地方我选的是 PC40

当然了你如果把 PC40 写成其他的名字

那么其他的参数都不会变

那么这地方只是我自己给自己说明的

那么选择了 EER28 的这个磁芯

那么选了这个磁芯之后

那么我们自己从磁芯手册上去查

这个有效的截面积是 82.1

那么有效的体积是 5250

那么这个热度也是我从书上查来的 22.3

也就是说每一瓦的发热

它在常温密封的情况下

那么自然冷却的情况下

它可以升高 22.9 度

那么这个地方是我最终的做完的

一个实际的结果

就是我选了 500uH 作为原边的电感

那么原边和副边呢是 39:9

那么一会我会给大家演示他是怎么出来的

那么这个地方是我们设计的时候

是我们非常希望知道的这么一个

最佳的一个变比关系和圈数

那么这一块呢我留了五个

就是电压的输入量

那么这底下这个 50V 是指直流

下面写的这个直流

如果是交流的话会写上 AC

那么 50 伏是什么概念呢

是我这个电源呢当初设计的时候呢

是比如说有个保持时间

那么当它在断电之后呢

电解电容原边的电解电容里面

还有电容有这个电荷量

那么逐步电压往下降的时候

降到 50 伏的时候

我还是要求有满功率的输出的

所以在这一点是

最低的电压满功率输出

是我必须要考察的

那么上面这四个点呢

就是我们的我这个例子的

电源的电压使用范围就从 85V 到 264V

当然你也可以选别的

你可以敲其他的这个电压

那么这个 100V 和 240V 呢

是两个额定电压

那么我们提供了五个这个输入项给大家

那么可以按照我们实际的

大家喜欢的那个电压去输入

那么底下这个白色的

实际上是它对应过来的电压

那么反过来呢我们不一定迷信

就是说这个交流量

就是最终就是说直流电压多少伏的时候

那么我想知道的多少下面的所有的参数

所以说你比如说这地方

我想用 110V 直流

那我可以调节这边

它会自动算过来

那么有一些一定的比例关系

所以这个呢大家只要

你最终我们是看这个直流电压

在这个直流电压情况下

工作的时候合不合适

所以说大家可以按照自己的需要进行调节

那么这一部分是个比较关键的

这个我们也就是降额使用率

那么我这地方呢是选的是 600V 的管子

也就是说我这个百分比

是按 600V 来进行比较的

那么当然这个因为这个软件是 open 的

所以大家也可以按照你

比如说写 900V 把里头的算法

把 600V 找到

把它改成 900V 就可以了

那么这个二极管我是目标是

做到 80% 的利用率

就是我尽可能希望控制在 80% 以下

那么这个场效应管呢

我是基本上的目标是围绕 90% 左右

因为它的裕量不是很大

所以说这是一个判定目标

所以这下面是具体多少伏电压

那么按照我们这个变比出来之后

它电压有多少伏

所以说这个也是一旦变成红的了

就是要注意就说明它裕量不多了

那么尽量不要超过 93 95 这样的

就是一般目标是 90%

这个地方是 80% 大概是这样

那么这部分是个变比

那么这个地方呢我希望大家不要去改它

因为这个变比呢它是自动的

按照我们前面讲的那个公式

算出来一个理想变比

那么理想变比呢

我不一定非得按这个变比去做

我可以调大点调低点这个都可以

那么最终呢变比

它会随着这个 NP NS 输入情况

它这个地方会自动调整过来

那么刚开始没输入的时候

它会出现一个理想的变比

那么这一块呢就是我刚才讲的

是一个我们作为一个

选择匝数的一个参考的一个窗口

那么一会我再介绍怎么使用

那么下面呢这些呢刚才介绍过

现在我不介绍了

那么这一部分呢是什么

就是说我是选的一个骨架的尺寸

那这个骨架呢是我们自己的

我们公司自己的一个定义的名字

那么这个名字从哪来的呢

就是我们这个表格的第二页里面

它有一系列的参数都在里头

那么它自动去查表的

所以说你只要把那个参数里面

把那些表格里面找到它名字填进去就可以

然后这一部分是什么呢

这一部分是原边和副边的分别是绝缘距离

也就是原边呢我的线圈跟副边之间

或者是我这地方从磁芯的边上

挡墙这边我要选 5.5 毫米的距离

表示符合安规

那么这地方是 3 毫米的距离符合安规

当然如果说你对安规没有什么要求

或者是电压比较低

我们也可以选择不同的这个挡墙

这是指挡墙

那把这个选掉之后呢底下会自动算出来

我们的骨架还剩多少空间再给你绕线

那么这部分呢是原边电感量和这个 AL 值

这个它会自动算出来

那么这个是气隙 到底用多少的气隙

这个是可以查表

实际上这一部分也可以直接算出来

我没有把它编进去

所以当时我自己去查表可以

那么这个很重要

这个是占据率

也就是说我们按我们的绕组选好了之后

我这个骨架里面大概得多少空间

被我们的绕组所占用了

那么如果这个占据率如果达到 90%

甚至说接近 100%

那肯定就很难绕绕不进去

所以我们一般来讲呢是控制在 80% 以下

那 70% 左右是比较合适的

既不大又不小 是这么个意思

各位大家好

我是邵革良

从现在开始呢

我们进入这个讲义的第六讲

那么从第六讲到第七讲

我分别会利用一个我给大家提供的

反激电源变压器设计计算的

Excel 表格这个软件

那么来实例讲解

两种反激电源变压器的设计计算

那么今天的第六讲

我们主要是讲固定频率控制这种模式

那么第七讲呢是讲临界模式

或者准谐振模式的变压器的设计计算

那么这个表格呢

我以前呢给大家做的讲座里面

其实有介绍过 那么从世纪电源网上

也可以进行下载

那么我们首先看这个表格

我希望通过这个屏幕

就把我们一个反激电源设计的

所有的范围能够一目了然的

去看到就是我们设计的

一些各种各样的计算的参数

我们看这里头有几个部分

第一个部分呢就是最上面这一条

那么这一条里面呢实际上

当然还有下面就是这个蓝颜色的部分呢

实际上是我们整个设计的一个输入量

也就是说基本上是我们定下来的

我们希望她工作的一些条件和状态

那么蓝颜色呢是可以修改的

那白颜色的部分呢

其他白颜色的部分呢

都是我们计算的结果

那么分几个大块

右手边的右上角这一块

这一块呢是用来给我们提供到底变压器的

原副边的匝数选多少比较合适的

一个参考的数据那么我们

通过这个参考数据呢最终来确定匝数

那么把它贴到这个 NP NS 和 LP

这个地方来

那么这一部分呢

实际上列举了五个输入电压的情况

那么从最小的电压

到我们电源工作允许最高的电压

那么这个范围我们各个电压的状况

工作的这个状况占空比 导通的时间

二极管电流导通的时候

二极管有电流流过去的时候副边的二极管

那么它的时间那么还有我们磁芯的

Bmax 和 ΔB 是多少

那么我这里提供一个参考

就是 Power loss 就是我们磁芯的损耗

那磁芯损耗呢

我这里头的公式呢实际上是

利用了一个 PC40 的这个材料

当然大家也可以把它修改成其他的材料

那么这部分呢因为是开放来说

表格都可以按照自己的意愿进行修改

那么从中间的右半部分

这一部分实际上是给我们安排

绕线怎么排线

那这部分呢一会我会细致的去讲解怎么使用

那么进行排线了之后呢

我们自然就知道了原边的截面积

副边的截面积

那么这一部分呢

就是我们除了给大家展示出

整个电流波形

还有它的直流分量 交流分量和有效值

那么最终可以算出来电流密度是多少

那么通过这个左边

下面的左边呢是我们原边

下面的右边是我们的副边

通过这个原副边的电流密度

我们来观察我们的变压器设计

是不是大致合理

那么有一点我要说明一下

由于这个表格编制的时候呢比较匆忙

嗯有一部分呢是我们一定要注意的

就是说这个Lp圆边的电感量这一项

我们千万不要把它删掉

可以填上一个某一个数值

如果你删掉之后整个表格就会乱掉

也恢复不回来

所以说使用的时候呢

一定不能让它空掉

那么也可以做一个备份

那万一乱掉之后

我们用原来的软件进行使用

那么这地方呢我介绍一下

就是我今天讲的一个实例

是一个 24V 35W 的一个电源

那么 24V 35W 呢

因为我这个电压呢是有要求有

115% 的这个过电压的这个能力

就是说最高电压达到 27.6 伏

所以说我输入 27.6 伏

所以说我输入 27.6 伏

那么这个时候呢

它的功率 35 瓦 那么是 1.27 安培

这是我们输出的目标

然后呢这个电源是把它固定在 70K 的频率上

那么这个地方为 Vf 是

副边的整流总电路的整流二极管的导通压降

也就是说在我 1.3A 这个情况下

那么我大概查一下手册

那我选取的管子呢大概是 0.65V

那么这个 VR 呢是指我用这个整流二极管的

一个反向的耐压是 150V

Sparkle 呢就像我前面讲过

我是人为地设置一个 50V

我人为这个毛刺呢想把它控制在 50V 以内

那么最终呢到底是不是呢

要取决于我们的变压器的耦合的情况

所以说我们在设计这个变压器的时候

会下一步会尽可能改善它的耦合

那么这地方我选的是 PC40

当然了你如果把 PC40 写成其他的名字

那么其他的参数都不会变

那么这地方只是我自己给自己说明的

那么选择了 EER28 的这个磁芯

那么选了这个磁芯之后

那么我们自己从磁芯手册上去查

这个有效的截面积是 82.1

那么有效的体积是 5250

那么这个热度也是我从书上查来的 22.3

也就是说每一瓦的发热

它在常温密封的情况下

那么自然冷却的情况下

它可以升高 22.9 度

那么这个地方是我最终的做完的

一个实际的结果

就是我选了 500uH 作为原边的电感

那么原边和副边呢是 39:9

那么一会我会给大家演示他是怎么出来的

那么这个地方是我们设计的时候

是我们非常希望知道的这么一个

最佳的一个变比关系和圈数

那么这一块呢我留了五个

就是电压的输入量

那么这底下这个 50V 是指直流

下面写的这个直流

如果是交流的话会写上 AC

那么 50 伏是什么概念呢

是我这个电源呢当初设计的时候呢

是比如说有个保持时间

那么当它在断电之后呢

电解电容原边的电解电容里面

还有电容有这个电荷量

那么逐步电压往下降的时候

降到 50 伏的时候

我还是要求有满功率的输出的

所以在这一点是

最低的电压满功率输出

是我必须要考察的

那么上面这四个点呢

就是我们的我这个例子的

电源的电压使用范围就从 85V 到 264V

当然你也可以选别的

你可以敲其他的这个电压

那么这个 100V 和 240V 呢

是两个额定电压

那么我们提供了五个这个输入项给大家

那么可以按照我们实际的

大家喜欢的那个电压去输入

那么底下这个白色的

实际上是它对应过来的电压

那么反过来呢我们不一定迷信

就是说这个交流量

就是最终就是说直流电压多少伏的时候

那么我想知道的多少下面的所有的参数

所以说你比如说这地方

我想用 110V 直流

那我可以调节这边

它会自动算过来

那么有一些一定的比例关系

所以这个呢大家只要

你最终我们是看这个直流电压

在这个直流电压情况下

工作的时候合不合适

所以说大家可以按照自己的需要进行调节

那么这一部分是个比较关键的

这个我们也就是降额使用率

那么我这地方呢是选的是 600V 的管子

也就是说我这个百分比

是按 600V 来进行比较的

那么当然这个因为这个软件是 open 的

所以大家也可以按照你

比如说写 900V 把里头的算法

把 600V 找到

把它改成 900V 就可以了

那么这个二极管我是目标是

做到 80% 的利用率

就是我尽可能希望控制在 80% 以下

那么这个场效应管呢

我是基本上的目标是围绕 90% 左右

因为它的裕量不是很大

所以说这是一个判定目标

所以这下面是具体多少伏电压

那么按照我们这个变比出来之后

它电压有多少伏

所以说这个也是一旦变成红的了

就是要注意就说明它裕量不多了

那么尽量不要超过 93 95 这样的

就是一般目标是 90%

这个地方是 80% 大概是这样

那么这部分是个变比

那么这个地方呢我希望大家不要去改它

因为这个变比呢它是自动的

按照我们前面讲的那个公式

算出来一个理想变比

那么理想变比呢

我不一定非得按这个变比去做

我可以调大点调低点这个都可以

那么最终呢变比

它会随着这个 NP NS 输入情况

它这个地方会自动调整过来

那么刚开始没输入的时候

它会出现一个理想的变比

那么这一块呢就是我刚才讲的

是一个我们作为一个

选择匝数的一个参考的一个窗口

那么一会我再介绍怎么使用

那么下面呢这些呢刚才介绍过

现在我不介绍了

那么这一部分呢是什么

就是说我是选的一个骨架的尺寸

那这个骨架呢是我们自己的

我们公司自己的一个定义的名字

那么这个名字从哪来的呢

就是我们这个表格的第二页里面

它有一系列的参数都在里头

那么它自动去查表的

所以说你只要把那个参数里面

把那些表格里面找到它名字填进去就可以

然后这一部分是什么呢

这一部分是原边和副边的分别是绝缘距离

也就是原边呢我的线圈跟副边之间

或者是我这地方从磁芯的边上

挡墙这边我要选 5.5 毫米的距离

表示符合安规

那么这地方是 3 毫米的距离符合安规

当然如果说你对安规没有什么要求

或者是电压比较低

我们也可以选择不同的这个挡墙

这是指挡墙

那把这个选掉之后呢底下会自动算出来

我们的骨架还剩多少空间再给你绕线

那么这部分呢是原边电感量和这个 AL 值

这个它会自动算出来

那么这个是气隙 到底用多少的气隙

这个是可以查表

实际上这一部分也可以直接算出来

我没有把它编进去

所以当时我自己去查表可以

那么这个很重要

这个是占据率

也就是说我们按我们的绕组选好了之后

我这个骨架里面大概得多少空间

被我们的绕组所占用了

那么如果这个占据率如果达到 90%

甚至说接近 100%

那肯定就很难绕绕不进去

所以我们一般来讲呢是控制在 80% 以下

那 70% 左右是比较合适的

既不大又不小 是这么个意思