【圖文】反激電源變壓器計(jì)算方法、電路設(shè)計(jì)-KIA MOS管

反激電源變壓器

反激電源的三種模式 :CCM,DCM,CRM 。

上圖可見(jiàn)，DCM和CCM是固定頻率的，CRM是可變頻率的。其中Id為副邊的輸出電流。分析上圖，可知CCM模式下，電流不會(huì)趨于0。DCM模式下，電流會(huì)趨于0，并且有一定的死區(qū)時(shí)間。CRM模式下，電流剛剛到達(dá)零時(shí)，就會(huì)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管。

反激電源變壓器計(jì)算

匝比的計(jì)算

匝比的選取跟工作模式?jīng)]有關(guān)系，只與我們的設(shè)計(jì)參數(shù)選定有關(guān)。首先設(shè)定開(kāi)關(guān)管的耐壓Vds及設(shè)定dearating，同時(shí)假定允許的最大spike值α。

Vds=Vin+Vc, Vc=Vs*Np/Ns, 因此：

Np/Ns=（Vds-Vin-α）/（Vf+Vout）

CCM模式的計(jì)算

首先引入公式：

電感電流爬升率：△Ids=Vin/LP*Ton

伏秒平衡，

Vin*Ton=Vp*Toff,Vp/Vs=Np/Ns,

Vin*Ton=(Vout+Vf)*Toff*Np/Ns

首先根據(jù)伏秒平衡，并且固定頻率，可以求出D，Ton的值。

再算副邊輸出波形，帶入公式：

1.Iout=Idc=（Ip-△Id/2）(1-D)=（Id1+Id2）(1-D)

2.△Id=Id1-Id2=(Vout+Vf)/Ls*Toff

已知Iout，Vout, Vf，Ton, D，3個(gè)變量Id1，Id2和Ls。Ls可以認(rèn)為給定的，給如一個(gè)值Ls，求出Id1和Id2.

L=N2*1/Rm, Rm=Le/(uA)(Le是磁環(huán)長(zhǎng)度) Rm是磁阻。

IpNp=Is*Ns

可知Lp,Is,Ns.到這里副邊源邊的輸出電流波形和電感值都可以求出來(lái)了，那么現(xiàn)在驗(yàn)證給定的Ls值是否合理。

1.計(jì)算磁通Bmax，線圈是否飽和。

2.算單位磁通密度△B，然和已知頻率，體積就可以算出磁芯的發(fā)熱。

3.根據(jù)變壓器的骨架，可知變壓器的繞線空間Aw，在除以電流，可以算出單位面積的電流多大，看是否符合。

DCM模式的計(jì)算

DCM的計(jì)算和CC類似，只是多了個(gè)死區(qū)時(shí)間。

1.Iout=Idc=IsD/2, 三角波的平均值

2.Is=(Vo+Vf)/LsToff = (Vo+Vf)/Ls*(D/f)電流爬升率公式

上面2個(gè)方程，3個(gè)變量D，Is,Ls.假設(shè)Ls值可以求出D,Is

同理

IpNp=IsNs, 求出Ip。

Lp/Ls=(NP/NS)2，求出Lp.

Ip=Vin/Lp*Ton,求出Ton時(shí)間。

這里DCM的波形也求算出來(lái)了，下面還是一樣驗(yàn)證設(shè)定的Ls值是否符合設(shè)計(jì)要求，同CCM類似。

CRM模式的計(jì)算

CRM是CCM和DCM的臨界，理想情況下是每次電流過(guò)0的時(shí)候就會(huì)切換MOSFET，所以沒(méi)有死區(qū)時(shí)間。

1.Vin*Ton=(Vout+Vf)Toff*Np/Ns ,伏秒平衡。

2.Iout=Idc=IsD/2=Is*Toff/(Toff+Ton) /2, 三角波的平均值

3.Is=(Vout+Vf)/Ls *Toff.

三個(gè)方程，4個(gè)未知量了Ton,Toff,Ls,Is,給定Ls 求出另外3個(gè)變量，并算出頻率F。

同理可以求出源邊電流波形Lp, Np.

這樣CRM的電流波形也求算出來(lái)了，下面還是一樣驗(yàn)證設(shè)定的Ls值是否符合設(shè)計(jì)要求，同CCM類似。

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