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2019.02.07 AC/DC

变压器T1的设计 其2

使用SiC-MOSFET的隔离型准谐振转换器的设计案例

在前面的“变压器T1的设计 其1”中,对下述计算步骤①~③进行了说明。本文作为“其2”来计算剩下的④~⑥,并结束变压器T1的设计篇。

  • ①反激式电压VOR的设定
  • ②一次侧绕组电感值Lp、一次侧的最大电流Ippk的计算
  • ③变压器尺寸的决定
  • ④一次侧绕组匝数Np的计算
  • ⑤二次侧绕组匝数Ns的计算
  • ⑥VCC绕组匝数Nd的计算
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在“其1”中也提到过,为了进行变压器设计,必须推导出来的参数有:“铁芯尺寸”、“Lp电感值”、“Np/Ns/Nd的匝数”。在“其1”中已经计算了“铁芯尺寸”和“Lp电感值”。

变压器设计所需的参数

变压器铁芯尺寸 EFD30(或替代产品)
Lp(一次侧绕组电感值) 1750µH
Np(一次侧匝数) 按步骤④
Ns(二次侧匝数) 按步骤⑤
Nd(VCC匝数) 按步骤⑥

另外,赋予T1的条件为:输出24V1A,VIN(DC)=300V~900V。

电路图请根据需要随时参考链接的电路图

④一次侧绕组匝数Np的计算

第4步是计算一次侧绕组匝数Np。一般的铁氧体铁芯磁通密度B(T)的最大值在100℃时为0.4T,所以Bsat=0.3T。

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需要确认AL-Value-NI特性,并在不饱和区使用,以免引起磁饱和。确认时需要使用AL-Value-NI特性曲线图。

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例如,假设Np=50匝,则

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进入饱和区。

设置一次绕组匝数,并避免进入该饱和区。

当Np=64匝时,则

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处于不饱和区。所以,确定为Np=64匝。

⑤二次侧绕组匝数Ns的计算

接下来计算二次绕组匝数Ns。在“①反激式电压VOR的设置”中,已经求出Np/Ns=8,所以在此使用这个数据进行计算。

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⑥VCC绕组匝数Nd的计算

通过下列公式来求VCC绕组匝数Nd。设VCC=24V、Vf_vcc=1V。

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VCC的24V是该设计中使用的IC“BD7682FJ-LB”的VCC标准要求电压。由于需要驱动SiC-MOSFET,因此栅极电压(OUT引脚钳位电压)需要18V(typ)。

至此,所需参数全部计算完毕。前表中加入数值后如下。

变压器设计所需的参数

变压器铁芯尺寸 EFD30(或替代产品)
Lp(一次侧绕组电感值) 1750µH
Np(一次侧匝数) 64匝
Ns(二次侧匝数) 8匝
Nd(VCC匝数) 8匝

最后是基于这些参数的变压器设计案例。

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关键要点:

・分步骤计算变压器T1的铁芯尺寸、一次侧电感值、各个匝数。

・可按照与设计篇第一篇“隔离型反激式转换器电路设计”相同的思路进行计算。

PWM方式反激式转换器设计手法