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        高頻開關電源中隔離降壓式DC/DC變換器的制作方法

        作者: 時間:2011-03-17 來源:網絡 收藏

        Km是銅線窗口占空系數,定義為繞組凈可繞線空間與導線截面積之比。

        計算銅線占空系數時應根據不同情況選取適當值,一般選取范圍在0.25~0.4之間,采用多股并繞時應選取較小值。

        3)計算電流密度JJ=(A/mm2)(17)

        4)計算導線截面積Smi和線徑diSmi=(mm2)(18)di=1.13·(mm)(19)

        式中:Ii是各繞組電流有效值(A)。

        計算所需導線直徑時,應考慮趨膚效應的影響。當導線直徑大于2倍趨膚深度時,應盡可能采用多股導線并繞。采用n股導線并繞時,每股導線的直徑din按下式計算。din=(mm)(20)

        銅線的趨膚深度Δ有以下經驗公式Δ=(mm)(21)

        如果采用多股導線并繞,導線的股數太多,可以采用銅箔。在使用銅箔時,銅箔的厚度應該小于兩倍的趨膚深度,銅箔的截面積必須大于該繞組導線所需的截面積。

        在計算完畢后,校驗窗口尺寸,計算分布參數,校驗損耗和溫升等。

        3應用實例

        設計一個用于輸入為48V(36~72V),輸出為2.2V、20A的正激變壓器,工作頻率是200kHz,最大占空比為0.45,采用第三繞組復位,銅線的趨膚深度為Δ=0.148mm。按照上述設計方法,設計的變壓器如下:

        磁芯規格EFD20,磁芯材料為3F3,Ae=31.0mm2,Philips;

        初級繞組16匝,采用型號為AWG31的銅線,6股并繞;

        復位繞組16匝,采用型號為AWG33的銅線;

        次級繞組2匝,采用厚度t=0.1mm,寬度b=14mm的銅箔,兩層并繞,即截面積S=2.8mm2。

        在最終確定導線規格時,均保留了一定的裕度。為使各繞組耦合良好,采用交錯繞線技術,如圖3所示[8],其中P1和P2為變壓器初級繞組,并聯;S1和S2為變壓器次級繞組,并聯;R為變壓器復位繞組。那么,初級繞組采用AWG31的銅線,兩層;次級繞組采用采用厚度t=0.1mm,寬度b=14mm,即S=1.4mm2的銅箔,兩層。

        設計出的變壓器的初級勵磁電感值實測為Lm=320.40μH,次級電感值實測為Ls=5.18μH,初級漏

        正激中變壓器的設計


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        圖3交錯變壓器結構圖

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        感電感值實測約為0.18μH。該變壓器在正激中的工作特性很好。

        4結語

        本文詳細闡述了正激變換器中變壓器的設計方法,并結合具體設計任務,設計出一個用于48V(36~72V)輸入,2.2V、20A輸出的變壓器。設計出的變壓器在實際電路中表現出良好的電氣特性。

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        關鍵詞: 變換器 制作方法 DC/DC 隔離 開關電源 高頻

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