Método de diseño de transformador de alta frecuencia para fuente de alimentación conmutada
Proceso de diseño:
1﹑Cuando se trabaja en modo continuo actual (CCM)
Siga: VinDCmin*Dmax=Vf*(1-Dmax),
Entonces: Vf= VinDCmin*Dmax/(1-Dmax)=106 *0.45/(1-0.45)=86.7V
Vds=VinDCmax Vf 150,
=370 86.7 150
= 606.7V
Relación de vueltas: n=Np/Ns=Vf/Vs=Vf/(VO VD)=86.7/(3.3 0.6)= 22.23
N=22, o n=23
1), calcule el valor pico de corriente primaria Ip2:
1/2*（Ip1 Ip2 )* Dmax*VinDCmin=Pout/η
Tomamos Ip2=3*Ip1
Obtenemos: Ip1= Pout/(2*η* Dmax*VinDCmin)
=19.8/(2*0.75*0.45*106)
=0.277A
Entonces la corriente máxima Ip2:
Ip2=3* Ip1=3* 0.277=0.831A
Ipave=Ip2-Ip1=3* Ip1-Ip1=2*Ip1=2*0.277=0.554A
2), inductancia primaria Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/（Fs*Ipave）=0.45*106/（65*103*0.554）=1325uH
Tome Lp=1300uH
3). Seleccione el núcleo magnético: Encuentre el núcleo requerido mediante el método Aw*Ae:
Ap=Aw*Ae=[1.45*Po*104/(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)] *1.14
= [1.45*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]*1.14
=7.2749999999999995px4
Seleccione EI25, Ap=7.9125px4, Ae=10.25px2, Aw=19.2975px2.
Ap=Aw*Ae=Pt*106/(2*Fs*Bw*J*Ko*Kc)
= 46.2*106 / 2*65*103*2200*3*0.2*1
=6.7250000000000005px4
Densidad de corriente J=2~4A/ mm2, coeficiente de llenado de ventana Km=0,2~0,4, la unidad Bw es G, para ferrita Kc=1,0
Seleccione EI28, Ap=15,012500000000001px4, Ae=21,5px2, Aw=17,4575px2.
4). Encuentre el número de vueltas primarias Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=1300*10-6 *0.831*104/0.22*0.86
= 57 T
Toma 46 T
5), encuentra el número de vueltas secundarias Np:
La salida es: Vo= 3.3V: Ns= Np/N=46/23=2T
Toma 2T
6), encuentra las vueltas auxiliares Np:
Retroalimentación: Vc=12.5 1= 13,5V: Vc/Nc=Vs/Ns
Nc=Vc*Ns/Vs=13,5*2/(3,3 0,6)=6,9T
Toma 7 T
Lg1=0,4*3,14*
Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*46*46*0.86*10-8/1300*10-6
=0.0176 cm
7), retorno Ciclo de trabajo de empuje D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/Toff=(Ns/Np)*Dmax/(1-Dmax)
Dmax=( Vs *Np)/(Vs*Np VinDCmin*Ns)
=[(3.3 0.6)*46]/ [(3.3 0.6)*46 106*2]
=179.4 / (179,4 212)
=0,458
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np VinDCmax*Ns)
=[(3,3 0,6) * 46]/ [(3.3 0.6)*46 370*2]
=179.4/(179.4 740)
=0.195
2﹑Cuando se trabaja en En modo de corriente discontinua (DCM), Ip1=0
1), calcule el valor pico de corriente primaria Ip2:
1/2*(Ip1 Ip2)*Dmax*VinDCmin=Pout/ η
1/2*Ip2*Dmax*VinDCmin=Pout/η
Ip2=2* Pout/ η*Dmax*VinDCmin
Ip2=2* 19.8/0.75*0.45*106=1.107A
Ipave = Ip2=1.107A
2), inductancia primaria Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin / (fs*Ipave)=0.45*106/(65*103*1.107)
=662.9uH
Tome Lp=660 uH
3), seleccione el núcleo: Utilice el método Aw*Ae para encontrar el núcleo requerido:
Ap=Aw*Ae=[1.6*Po*10E4(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)]1.14
= [1.6*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]1.14
=0.3258 cm4
Seleccione EI28 , Ap=15.012500000000001px4, Ae=21.5px2, Aw=0.6983 cm2.
3). Encuentra el número de vueltas primarias Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw. *Ae =660*10-6 *1.107*104/0.22*0.86
=38.6 T
Toma 39 T
4), encuentra los giros secundarios Np:
La salida es: Vo= 3.3V: Ns=Np/N=39/23=1.7 T
Toma 2 T
5), buscar asistencia Número de vueltas Np:
Retroalimentación: Vc= 13.5v: Vc/Nc=Vs/Ns
Nc=Vc*Ns/Vs=13.5*2/3.9=6.9 T
p>Toma 7 T
Lg1=0.4*3.14*Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*39*39*10-8/660* 10-6
=0.029 cm
6), calcular nuevamente el ciclo de trabajo D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/ Toff=(Ns/Np )*Dmax/(1-Dmax)
Dmax=(Vs*Np)/(Vs*Np VinDCmin*Ns)
=[(3,3 0,6)*39]/ [(3,3 0,6)*39 106*2]
=152,1/(152,1 212)
=0,42
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np VinDCmax*Ns)
=[(3.3 0.6)*41]/ [(3.3 0.6)*41 370*2]
=152,1/(152,1 740)
= 0,17