目前市面上的电源大部分是反激的拓扑结构,矿用干式变压器是反激电源的核心,并且矿用干式变压器的好坏决定整个电源的性能,要设计好一个矿用干式变压器,是需要根据一个电源的要求来合理的设计好参数,不同的参数值就对应不同的要求,比如要求成本的非常低可能对于温升等就会要求少点,或是要求性能非常好的可能成本就会多点,或是要求体积小的效率可能会低点等等,很多时候都是侧重了每几个点,当然其他的也要综合的考虑,所以矿用干式变压器的设计非常的灵活,如果是设计不合理整个电源需要重新设计。
我先介绍下矿用干式变压器一种设计方法:
1.先确定输入电压。
一般是按照最低输入直流电压计算vinmin计算
a.要是直流输入按直流的最低输入来计算;
b.要是输入为交流电,一般对于单相交流整流用滤波,直流电压不会超过交流输入电压有效值的1.4倍,也不低于1.2倍。
例如,全范围交流输入85-265vac的,一般按85vac时计算,那vinmin=85*1.2=102v,一般会取整数按100vdc计算。
2.确定导通时间ton。
导通时间ton=t*d,t为周期 t=1/f,d为最大占空比,一般在最低输入电压的时候,d会最大,保证输出稳定。注意大的占空比可以降低初级的电流有效值,和mos的导通损耗,但是根据伏秒法则,初级占空比大了,次级的肯定会小,那么次级的峰值电流会变大,电流有效值变大,会导致输出纹波变大!所以,一般单端反激拓扑的占空比选取不要超过0.5。而且一般的电流控制模式,占空比大于0.5要加斜率补偿的,对调试是个难度。还有一重要的是你的占空比决定你的匝比,匝比决定啥,嘿嘿,反射电压vf,忘了再去上边看下,再加上你漏感引起的尖峰,最终影响你mos的耐压。占空比越小匝比越小,反射电压vf越低,mos的电压应力小。反之mos的电压应力大,所以占空比要考虑好了。要保证再最高电压下你的vds电压在mos的规定电压以下,最好是降额使用,流出足够的余量来!例如,电源的开关频率为100k,最低输入时的最大占空比为0.4,那t=1/100000=10μs,那么ton=0.4*10μs=4μs。
3.确定磁芯的有效面积ae。
ae一般会在磁芯的资料中给出。
4.计算初级匝数np。
np=vinmin*ton/δb*ae,式中vinmin为直流最低输入电压;ton为导通时间,ae为磁芯的有效面积,δb为磁感应强度变化量,这个值和磁芯材质,及温升等有关,一般考经验来选取,在0.1-0.3之间,取得越大,余量越小,矿用干式变压器在极端情况下越容易饱和!个人一般取0.2。