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單級反激PFC變壓器的計算方法

電源研發精英圈 ? 來源:張飛實戰電子 ? 作者:姜維老師 ? 2021-09-01 17:07 ? 次閱讀

單級反激PFC變壓器的設計,單級反激PFC是結合了PFC與反激的兩者的功能,能夠實現PFC的功能,也有反激的隔離功能,那么單級反激的變器計算與普通的變壓器計算是不一樣,普通反激的變壓器是DC-DC拓撲,而單級反級的輸入是一饅頭波,那這樣的饅頭波電壓在最低點的時候電壓是為0V的,所以用普通的變壓器計算是不行了的,

下面我們來根據PFC的計算方法來看下,

首先輸入電壓是一個正弦的交流,單級既然有PFC的功能,輸入電流也是要跟隨輸入電壓的,

那么變壓器里面的平均電流應該也是一個饅頭波。

根據在最大輸出功率最小輸入電壓時輸入電流最大。

那么輸入最大有效值電流Iin就能計算出來,首先是確定好最小輸入電壓Vin_rms ,然后就是最大輸入電壓下的PF值。

3b6da69c-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg ··················公式1

根據圖形可以求出變壓器里面的峰值電流Ipk

3b79588e-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg ·····················公式2

那么Dmax是在最小峰值電壓的占空比,要求占空比可以根據反激里面的反射電壓Vor來計算就可以了,

首先的確定好開關管的最大電壓VDSS,比如是650V,那么根據管子的應力,

Vin_max+Vor+尖峰電壓≤90%VDSS

如輸入電壓最大值是264V,那么峰值電壓差不多就是373V,尖峰電壓一般是100V,Vor差不多就是120V,一般Vor不會超過輸入最小電壓的峰值。

根據反激里面的伏秒平衡可以計算出D

3b84f310-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg ······················公式3

有了占空比,有了最大變壓器里的峰值電流,那么可以計算原邊的電感量Lp

3b917a2c-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg·························公式4

根據上面的公式化解可以的到下面的公式

3ba05eb6-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg ·························公式5

下面舉例說明下

輸入AC100-264V的電壓,要求輸出電5V,12A 最低輸入電壓的PF值為0.98,效率85%,最小開關頻率45kHz

根據條件可以計算出,輸出功率Po=60W

我設定Vor為120V,那么最小峰值電壓時對應占空比Dmax

3bac244e-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

輸入的功率3bb6f022-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

電感量Lp

3bc4f76c-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

下面要計算圈數

計算圈數前先要確定好磁芯,

我們選擇了PQ3225的磁芯。Ae值1613bd1f9bc-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

電感峰值電流

3bdf97b6-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg3

3bee7cb8-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

根據最后計算原邊圈數取40圈。

變壓的匝比3c00cbf2-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg3c0f173e-0acb-11ec-911a-12bb97331649.jpg

實際取值是2圈。根據實際的匝比n=20,實際的Vor=114V

責任編輯:haq

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原文標題:單級反激PFC變壓器的計算

文章出處:【微信號:dianyuankaifa,微信公眾號:電源研發精英圈】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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