Z為損耗分配因數(shù),假如Z=1.0表明一切損耗都在副邊,假如Z=0表明一切的損耗都在原邊,在這里取Z=0.5表明原副邊都存在損耗。
鐵氧體資料具有電阻率高,高頻損耗小的特色,且有多種資料和磁芯規(guī)范滿意各要求,加之價(jià)格較其它資料低價(jià),是現(xiàn)在在開關(guān)電源中使用最為廣泛的資料。一起也有飽滿磁感應(yīng)比較低,原料脆,不耐沖擊,溫度功能差的缺陷。
選用的是用于開關(guān)電源變壓器及傳輸高功率器材的MnZn功率鐵氧體資料PC40,其初始磁導(dǎo)率為2300±25%,飽滿磁通密度為510mT(25℃時(shí))/390mT(100℃時(shí)),居里溫度為215℃。
高頻功率電子電路中離不開磁性資料。磁性資料大多數(shù)都用在電路中的 變壓器、扼流圈(包含諧振電感器)中。
磁性資料(Magnetic materials)有個(gè)磁飽滿問題。假如磁路飽滿,會(huì)導(dǎo)致變壓器電量傳遞畸變,使得電感器電感量減小等。對(duì)電源來(lái)說,有用電感量的減小,電源輸出紋波將添加, 而且經(jīng)過開關(guān)管的峰值電流將添加。這樣或許使得開關(guān)管的作業(yè) 點(diǎn)超出安全作業(yè)區(qū),然后形成開關(guān)管壽數(shù)的縮短或損壞。磁性資料的另一個(gè)問題是居里點(diǎn)溫度
(Curie Temperature)。在這一溫度下,資料的磁特性會(huì)產(chǎn)生急劇改變。特別是該資料會(huì) 從強(qiáng)磁物質(zhì)變成順磁性物質(zhì),即磁導(dǎo)率敏捷減小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí) 際上,它簡(jiǎn)直轉(zhuǎn)變?yōu)楹涂諝獯判镜刃?。一些鐵淦氧(ferrites)的居里 點(diǎn)能夠低到130oC左右。因而必定要注意磁性資料的作業(yè)溫度。
B(max)的核算結(jié)果,別超越咱們選型的鐵心的額定值,并進(jìn)行降額、并考慮外殼導(dǎo)致散熱不良帶來(lái)的影響,并留有余量。
反激變壓器作業(yè)在榜首象限,最高磁密應(yīng)留有余度,故選取B=0.3T,反激變壓器的系數(shù)K=0.0085(K1是反激變壓器在天然冷卻的情況下,電流密度取420A/cm時(shí)的經(jīng)驗(yàn)值。)
EPC磁芯首要為平面變壓器規(guī)劃的,具有中柱長(zhǎng),漏感小的特色。EPC19磁芯的AP值約為0.11cm4,稍大于核算所需的AP=0.09 cm4。若再選用小一號(hào)的磁芯EFD15,其AP值約為0.047 cm4,小于核算所需的AP=0.09 cm4,不契合規(guī)范要求,故選用EPC19磁芯。
當(dāng)變壓器決議后,變壓器的Bobbin(骨架)即可決議,依據(jù)Bobbin(骨架)的槽寬,可決議變壓器的線徑及線數(shù),亦可核算出線徑的電流密度,電流密度一般以6A/mm2為參閱,電流密度對(duì)變壓器的規(guī)劃而言,只能作為參閱值,終究應(yīng)以溫升記載為準(zhǔn)。
為原邊繞組層數(shù),在這里選用4層。M為線圈每端需求的爬電間隔,在這里取2mm。
(爬電間隔是沿絕緣外表測(cè)得的兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護(hù)界面之間的最短途徑。)
而0.72mm大于了2倍的集膚深度,使銅線的利用率下降,故選用兩根0.35mm的漆包線并繞。
自供電繞組線徑:因?yàn)樽怨╇娎@組的電流十分小只有5mA,因而對(duì)線徑要求并不是很嚴(yán)厲,在這里首要考慮為便于與次級(jí)更好的耦合及機(jī)械強(qiáng)度,因而也選用裸線mm的漆包線進(jìn)行繞置,使其剛好一層繞下,減小與次級(jí)之間的漏感,確保短路時(shí)使自供電電壓下降。
為100℃銅的電阻率為2.3×10-6(·cm );為原邊繞組的線mm漆包線的截面積。
原邊溝通電阻與直流電阻比:因?yàn)樵呥x用包繞法,故原邊繞組層數(shù)可按兩層考慮,依據(jù)上式所求的Q值,查得。
為100℃銅的電阻率為2.3×10-6(·cm );為副邊繞組的線mm漆包線的截面積。
Pcv為磁芯功率損耗,由峰值磁通密度擺幅、作業(yè)頻率60KHz及作業(yè)時(shí)分的溫度100℃可在廠家手冊(cè)上查出其損耗約為30mw/cm3。
總結(jié):經(jīng)過上述核算可知,當(dāng)環(huán)境和溫度為85℃時(shí),變壓器最高溫度在96℃左右,契合磁芯的最佳作業(yè)時(shí)分的溫度。一起選用包繞法使得漏感僅為70uH(1KHz時(shí))/15uH(100KHz時(shí)),小于3%,作用較抱負(fù)。
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