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  • 学习课程
  • 授课教师
  • 课后答题
陆冰
德州仪器系统工程师 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)
陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器,专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发,包括PFC,LLC,同步整流,反激电路,全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)。
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反激变压器设计
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问答 7
课程介绍
反激变换器
  • 总章节:9
  • 课程时长:01:40:01
由于元器件数量少,成本低,反激变换器(Flyback)被广泛应用在小功率AC/DC及DC/DC中。在这章课程中,我们对反激变换器的基本工作原理,及不同的工作模式进行了分析。在基本工作原理的基础之上,通过分析电路中的寄生震荡,我们讲解了吸收电路的设计。在普通反激电路的基础上,我们介绍了有源钳位反激电路,它能够实现软开关,回收漏感能量,提高电源效率。另外,我们还讨论了反激电路的控制方式,包括原边反馈和副边反馈。最后,给出了反激电路设计的步骤及举例。
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陆冰
德州仪器系统工程师 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)
陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器,专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发,包括PFC,LLC,同步整流,反激电路,全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)。
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00:00
设计指标
设计变压器需要总结设计指标,包括基本指标、输入输出和变压器的参数。以反激变换器为例,其拓扑结构是QR反激,最大输出功率为10W,最高开关频率为140kHz。输入电压范围为85V AC或76V DC到265V AC或375V DC。原边峰值电流为1.155A,副边的电流有效值为5.382A。辅助绕组的输出电压为16V,输出电流为50mA。
设计变压器需要总结设计指标,包括基本指标、输入输出和变压器的参数。以反激变换器为例,其拓扑结构是QR反激,最大输出功率为10W,最高开关频率为140kHz。输入电压范围为85V AC或76V DC到265V AC或375V DC。原边峰值电流为1.155A,副边的电流有效值为5.382A。辅助绕组的输出电压为16V,输出电流为50mA。
01:37
变压器磁芯选择
变压器的磁芯选取可以基于截面积和窗口面积的乘积来计算。不同的开关频率下,选取磁通密度的规则不同:频率较低时选取饱和磁密,频率较高时考虑磁通变化率。计算变压器参数时要注意单位的使用,例如L是亨利(H),IPPK是安培(A),B max是特斯拉(T)。使用磁芯的饱和磁密时要留取足够的余量。与电流密度相关的参数可以用公式计算,如K1和K2是与电流密度相关的系数。
变压器的磁芯选取可以基于截面积和窗口面积的乘积来计算。不同的开关频率下,选取磁通密度的规则不同:频率较低时选取饱和磁密,频率较高时考虑磁通变化率。计算变压器参数时要注意单位的使用,例如L是亨利(H),IPPK是安培(A),B max是特斯拉(T)。使用磁芯的饱和磁密时要留取足够的余量。与电流密度相关的参数可以用公式计算,如K1和K2是与电流密度相关的系数。
04:20
变压器磁芯计算
根据对话内容,由于最高开关频率为140kHz,选择3F3铁氧体材料比较合适。根据低频面积乘积公式,可以计算出变压器的面积乘积。在公式中,L等于190.918乘以10的负6次方亨利(H),IPPK等于1.155安培(A),NIPRS等于0.425,NB max等于0.15特斯拉(T)。饱和磁密应大于这个值,并需要留有足够的余量。计算结果表明,选择EFD20形状的磁芯,其窗口面积为27.7平方毫米,截面积为31平方毫米,面积乘积为859平方毫米的二次方(或859 × 10^6 平方微米),大于所需的310平方毫米的二次方(或310 × 10^6 平方微米)。
根据对话内容,由于最高开关频率为140kHz,选择3F3铁氧体材料比较合适。根据低频面积乘积公式,可以计算出变压器的面积乘积。在公式中,L等于190.918乘以10的负6次方亨利(H),IPPK等于1.155安培(A),NIPRS等于0.425,NB max等于0.15特斯拉(T)。饱和磁密应大于这个值,并需要留有足够的余量。计算结果表明,选择EFD20形状的磁芯,其窗口面积为27.7平方毫米,截面积为31平方毫米,面积乘积为859平方毫米的二次方(或859 × 10^6 平方微米),大于所需的310平方毫米的二次方(或310 × 10^6 平方微米)。
05:39
变压器的匝数和气隙的计算
根据选定的磁芯,可以计算出变压器的匝数和气隙原边的匝数。其中,电感的定义可以用来计算原边的匝数为47.4,原边的匝数为48,副边的匝数为4。最后,可以使用电感的定义计算气息的大小为0.029个毫米。
根据选定的磁芯,可以计算出变压器的匝数和气隙原边的匝数。其中,电感的定义可以用来计算原边的匝数为47.4,原边的匝数为48,副边的匝数为4。最后,可以使用电感的定义计算气息的大小为0.029个毫米。
06:38
变压器导线的选择
根据电流密度计算导线的截面积,公式为截面积 = 电流 / 电流密度。 检查铜线在开关频率下的肌肤深度,并确保工作温度不超过100摄氏度。 选择导线的直径小于或等于两倍的肌肤深度,并满足截面积的要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,需要使用多股线并绕。 选择导线半径小于肌肤深度的26号(AWG)线作为原边的导线。
根据电流密度计算导线的截面积,公式为截面积 = 电流 / 电流密度。 检查铜线在开关频率下的肌肤深度,并确保工作温度不超过100摄氏度。 选择导线的直径小于或等于两倍的肌肤深度,并满足截面积的要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,需要使用多股线并绕。 选择导线半径小于肌肤深度的26号(AWG)线作为原边的导线。
08:06
副边导线的选择
计算副边导线的有效值电流时,需要考虑电流密度和截面积。 在140kHz的开关频率下,选择导线的直径应小于或等于两倍的集肤深度,并满足截面积要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,可以选择多股并绕在一起。 选择导线时需要考虑成本和损耗之间的折中。 最后计算窗口面积的利用率,检验窗口是否能够容纳绕组。
计算副边导线的有效值电流时,需要考虑电流密度和截面积。 在140kHz的开关频率下,选择导线的直径应小于或等于两倍的集肤深度,并满足截面积要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,可以选择多股并绕在一起。 选择导线时需要考虑成本和损耗之间的折中。 最后计算窗口面积的利用率,检验窗口是否能够容纳绕组。
09:13
检查窗口面积
讲解了反激变压器的设计方法。其中,原边绕组的截面积等于原边的匝数乘以导线的截面积,副边绕组的截面积等于副边的匝数乘以副边导线的截面积。窗口的利用率等于所有导线的总截面积除以窗口面积,计算结果为0.282。窗口的利用率应该小于30%至50%,以满足绕线空间的要求。由于导线占据大部分体积,因此窗口利用率应保持在30%至50%以下。
讲解了反激变压器的设计方法。其中,原边绕组的截面积等于原边的匝数乘以导线的截面积,副边绕组的截面积等于副边的匝数乘以副边导线的截面积。窗口的利用率等于所有导线的总截面积除以窗口面积,计算结果为0.282。窗口的利用率应该小于30%至50%,以满足绕线空间的要求。由于导线占据大部分体积,因此窗口利用率应保持在30%至50%以下。

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00:00
设计指标
设计变压器需要总结设计指标,包括基本指标、输入输出和变压器的参数。以反激变换器为例,其拓扑结构是QR反激,最大输出功率为10W,最高开关频率为140kHz。输入电压范围为85V AC或76V DC到265V AC或375V DC。原边峰值电流为1.155A,副边的电流有效值为5.382A。辅助绕组的输出电压为16V,输出电流为50mA。
设计变压器需要总结设计指标,包括基本指标、输入输出和变压器的参数。以反激变换器为例,其拓扑结构是QR反激,最大输出功率为10W,最高开关频率为140kHz。输入电压范围为85V AC或76V DC到265V AC或375V DC。原边峰值电流为1.155A,副边的电流有效值为5.382A。辅助绕组的输出电压为16V,输出电流为50mA。
01:37
变压器磁芯选择
变压器的磁芯选取可以基于截面积和窗口面积的乘积来计算。不同的开关频率下,选取磁通密度的规则不同:频率较低时选取饱和磁密,频率较高时考虑磁通变化率。计算变压器参数时要注意单位的使用,例如L是亨利(H),IPPK是安培(A),B max是特斯拉(T)。使用磁芯的饱和磁密时要留取足够的余量。与电流密度相关的参数可以用公式计算,如K1和K2是与电流密度相关的系数。
变压器的磁芯选取可以基于截面积和窗口面积的乘积来计算。不同的开关频率下,选取磁通密度的规则不同:频率较低时选取饱和磁密,频率较高时考虑磁通变化率。计算变压器参数时要注意单位的使用,例如L是亨利(H),IPPK是安培(A),B max是特斯拉(T)。使用磁芯的饱和磁密时要留取足够的余量。与电流密度相关的参数可以用公式计算,如K1和K2是与电流密度相关的系数。
04:20
变压器磁芯计算
根据对话内容,由于最高开关频率为140kHz,选择3F3铁氧体材料比较合适。根据低频面积乘积公式,可以计算出变压器的面积乘积。在公式中,L等于190.918乘以10的负6次方亨利(H),IPPK等于1.155安培(A),NIPRS等于0.425,NB max等于0.15特斯拉(T)。饱和磁密应大于这个值,并需要留有足够的余量。计算结果表明,选择EFD20形状的磁芯,其窗口面积为27.7平方毫米,截面积为31平方毫米,面积乘积为859平方毫米的二次方(或859 × 10^6 平方微米),大于所需的310平方毫米的二次方(或310 × 10^6 平方微米)。
根据对话内容,由于最高开关频率为140kHz,选择3F3铁氧体材料比较合适。根据低频面积乘积公式,可以计算出变压器的面积乘积。在公式中,L等于190.918乘以10的负6次方亨利(H),IPPK等于1.155安培(A),NIPRS等于0.425,NB max等于0.15特斯拉(T)。饱和磁密应大于这个值,并需要留有足够的余量。计算结果表明,选择EFD20形状的磁芯,其窗口面积为27.7平方毫米,截面积为31平方毫米,面积乘积为859平方毫米的二次方(或859 × 10^6 平方微米),大于所需的310平方毫米的二次方(或310 × 10^6 平方微米)。
05:39
变压器的匝数和气隙的计算
根据选定的磁芯,可以计算出变压器的匝数和气隙原边的匝数。其中,电感的定义可以用来计算原边的匝数为47.4,原边的匝数为48,副边的匝数为4。最后,可以使用电感的定义计算气息的大小为0.029个毫米。
根据选定的磁芯,可以计算出变压器的匝数和气隙原边的匝数。其中,电感的定义可以用来计算原边的匝数为47.4,原边的匝数为48,副边的匝数为4。最后,可以使用电感的定义计算气息的大小为0.029个毫米。
06:38
变压器导线的选择
根据电流密度计算导线的截面积,公式为截面积 = 电流 / 电流密度。 检查铜线在开关频率下的肌肤深度,并确保工作温度不超过100摄氏度。 选择导线的直径小于或等于两倍的肌肤深度,并满足截面积的要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,需要使用多股线并绕。 选择导线半径小于肌肤深度的26号(AWG)线作为原边的导线。
根据电流密度计算导线的截面积,公式为截面积 = 电流 / 电流密度。 检查铜线在开关频率下的肌肤深度,并确保工作温度不超过100摄氏度。 选择导线的直径小于或等于两倍的肌肤深度,并满足截面积的要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,需要使用多股线并绕。 选择导线半径小于肌肤深度的26号(AWG)线作为原边的导线。
08:06
副边导线的选择
计算副边导线的有效值电流时,需要考虑电流密度和截面积。 在140kHz的开关频率下,选择导线的直径应小于或等于两倍的集肤深度,并满足截面积要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,可以选择多股并绕在一起。 选择导线时需要考虑成本和损耗之间的折中。 最后计算窗口面积的利用率,检验窗口是否能够容纳绕组。
计算副边导线的有效值电流时,需要考虑电流密度和截面积。 在140kHz的开关频率下,选择导线的直径应小于或等于两倍的集肤深度,并满足截面积要求。 如果所需的截面积大于单根导线的截面积,可以选择多股并绕在一起。 选择导线时需要考虑成本和损耗之间的折中。 最后计算窗口面积的利用率,检验窗口是否能够容纳绕组。
09:13
检查窗口面积
讲解了反激变压器的设计方法。其中,原边绕组的截面积等于原边的匝数乘以导线的截面积,副边绕组的截面积等于副边的匝数乘以副边导线的截面积。窗口的利用率等于所有导线的总截面积除以窗口面积,计算结果为0.282。窗口的利用率应该小于30%至50%,以满足绕线空间的要求。由于导线占据大部分体积,因此窗口利用率应保持在30%至50%以下。
讲解了反激变压器的设计方法。其中,原边绕组的截面积等于原边的匝数乘以导线的截面积,副边绕组的截面积等于副边的匝数乘以副边导线的截面积。窗口的利用率等于所有导线的总截面积除以窗口面积,计算结果为0.282。窗口的利用率应该小于30%至50%,以满足绕线空间的要求。由于导线占据大部分体积,因此窗口利用率应保持在30%至50%以下。




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2023-05-07 13:29:56
公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容公告内容内容内容内容内容内容内容内容列表内容内容内容内容内容内容内容内容公告内容
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