反激電源變壓器計算公式,計算過程詳解-KIA MOS管

反激式開關電源計算公式

輸出功率（P_out）：

Pout=Vout×IoutPout=Vout×Iout

其中，VoutVout是輸出電壓，IoutIout是輸出電流。

占空比（D）：

D=VinVin+VoutD=Vin+VoutVin

其中，VinVin是輸入電壓。

變壓器原邊繞組匝數（N_p）：

Np=Vin×DVr×(1-D)Np=Vr×(1-D)Vin×D

其中，VrVr是反射電壓，等于Vout×NsNpVout×NpNs，NsNs是副邊繞組匝數。

變壓器副邊繞組匝數（N_s）：

Ns=Np×VoutVin×DNs=Vin×DNp×Vout

輸出電流額定值（I_o）：

Io=PoutVoutIo=VoutPout

輸入電流額定值（I_i）：

Ii=Poutη×VinIi=η×VinPout

其中，ηη是效率。

開關頻率（f_s）：

fs=1Tfs=T1

其中，TT是開關周期。

磁芯體積（V_c）：

Vc=EcBmax×HcVc=Bmax×HcEc

其中，EcEc是磁芯能量，BmaxBmax是最大磁通密度，HcHc是磁芯的矯頑力。

反激電源變壓器計算過程

1.確定電源輸入電壓范圍；輸出電壓電流，變壓器的效率；

輸入電壓范圍為85~264V；

主輸出為12V/1A，

次輸出為5V/0.1A，

變壓器效率為78%

2.確定工作頻率和最大占空比；

工作頻率f=200KHz，

假設最大占空比Dmax=0.5，

那么T=1/f=5us；

Ton=0.5*5=2.5us；

Toff=5-2.5=2.5us。

3.利用伏秒平衡原則計算出變壓器的匝比；

整流后最低輸入電壓Vin（min）

Vin（min）=85*1.414-20=100Vdc

根據伏秒平衡有:

Vin（min）*Dmax=（Vout+Vf）*(1-Dmax)*NP/Ns

得到:

Np/Ns=[Vin(min)*Dmax]/[（Vout+Vf）*(1-Dmax）]

=[100*0.5]/[（12+1）*0.5]=7.69

4.計算初級線圈峰值電流

假設輸出12V的輸出過流點為120%，

整流二極管的正向壓降為1V；

那么12V輸出功率:

Po1=13*1*1.2=15.6W

5V輸出功率Po2=6*0.1=0.6W

變壓器次級輸出總功率為:

15.6+0.6=16.2W。

Ip1=2*Po/[n（1+k）*Vin（min）*Dmax]

=2*16.2/[0.78*(1+0.4)*200*0.5]=0.297A

Ip2=0.4*0.297=0.119A

5.計算初級電感量

Lp=Vin（min）*Ton（max）/[ip1-ip2]

=100*5/[0.297-0.119]=2809uH

還可以用另一種公式：

Lp=（Vin（min）*Dmax）/（Ipk*fosc）

=100*0.5/0.297*60000=2.8mH

6.利用AP法選擇變壓器鐵芯

7.計算初級匝數和氣隙

變壓器選擇EE19，所以Ae=23，Bm=0.25；

Np=Lp*（ip1-ip2）/（Ae*Bm）

=2809*（0.297-0.119）/（23*0.25）=86.95

為了保險起見，取Np=88

根據Lp=Uo*Ur*Np*Np*Ae/lg，得到氣隙長度

lg=Uo*Ur*Ae*Np*Np/Lp

=12*3.14*10^-7*23*88*88/2809*10^-3

=0.239，

取lg=0.24

8.計算次級匝數

Ns（12V）=Np/n=88/7.69=11.44，取Ns（12V）=12

Ns(5V）=（5+1）*Ns(12V)/（12+1）=5.53，取Ns(5V)=6

所以初級實際匝比n=88/12=7.33

9.根據結果重新核算占空比最大值和最小值

當輸入電壓最小時;

由Vin(min)**Dmax=(Vo+Vf)*(1-Dmax）*n

可以得到:

Dmax=（Vo+Vf）*n/[(Vout+Vf）*n+Vin（min）]

=13*7.33/[13*7.33+100]=0.487

當輸入電壓最大時，Vin（max）=264*1.414=373.3

Dmin=13*7.33/[13*7.33+373.3]=0.2

10.重新核算初級峰值電流，計算電流有效值

在輸入電壓最低和占空比最大時，假設ip2=ip1*k；電源的實際輸出功率Po=13*1+6*0.1=13.6W

根據公式:

ip1=1/2*[2*Po*T/[（n*Vin(min）*Ton(max)]+Vin（min）)*Ton（max）/Lp);

=0.5*[2*13.6*10/(0.78*100*4.87)+(100*4.87/2809)]=0.445A

K=1-100*4.87/（0.445*2809）=0.61

Ip2=k*ip1=0.61*0.445=0.271A

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