k8凯发集成电路高频变压器的设计与制作性能参数|优衣库百度云|
来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-12-04

ღღ◈✿。在传统的高频变压器设计中ღღ◈✿,由于磁芯材料的限制ღღ◈✿,其工作频率较低ღღ◈✿,一般在20kHz左右ღღ◈✿。随着技术的不断发展ღღ◈✿,电源系统的小型化k8凯发ღღ◈✿、高频化和大功率化已成为一个永恒的研究方向和发展趋势ღღ◈✿。因此ღღ◈✿,研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积ღღ◈✿、提高电源输出功率比的关键因素ღღ◈✿。
随着应用技术领域的不断扩展ღღ◈✿,开关电源的应用愈来愈广泛ღღ◈✿,但制作开关电源的主要技术和耗费主要精力就是制作开关变压器的部件ღღ◈✿。
(2)变压器的工作频率比较高ღღ◈✿,通常都在几十赫兹ღღ◈✿,甚至高达几十万赫兹ღღ◈✿。在确定铁芯材料及损耗时必须考虑能满足高频工作的需要及铁芯中有高次谐波的影响ღღ◈✿。
(3)绕组线路比较复杂ღღ◈✿,多半都有中心抽头ღღ◈✿。这不仅增大了初级绕组的尺寸ღღ◈✿,增大了变压器的体积和重量ღღ◈✿,而且使绕组在铁芯窗口中的分布关系发生变化ღღ◈✿。
本文介绍了一款如图1所示的DC—DC变换器ღღ◈✿,输入电压为直流24Vღღ◈✿,输出电压分别为5V及12V的多路直流输出ღღ◈✿。要求各路输出电流都在lA以上半导体ღღ◈✿。ღღ◈✿,核心器件是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片UC3842ღღ◈✿,最高工作频率可达200kHzღღ◈✿。根据锌锰铁氧体合金的优异电磁性能ღღ◈✿,通过具体示例介绍工作频率为100kHz的高频开关电源变压器的设计及注意事项ღღ◈✿。
从变压器的性能指标要求可知ღღ◈✿,传统的薄带硅钢已很难满足变压器在频率ღღ◈✿、使用环境方面的设计要求ღღ◈✿。磁芯的材料只有从坡莫合金ღღ◈✿、铁氧体材料优衣库百度云ღღ◈✿、钴基非晶态合金和超微晶合金几种材料中来考虑优衣库百度云ღღ◈✿。坡莫合金ღღ◈✿、钴基非晶态价格高ღღ◈✿,约为铁氧体材料的数倍ღღ◈✿,而饱和磁感应强度Bs也不是很高ღღ◈✿,且加工工艺复杂ღღ◈✿。考虑到我们所要求的电源输出功率并不高ღღ◈✿,大约为30Wღღ◈✿,因此ღღ◈✿,综合几种材料的性能比较ღღ◈✿,我们还是选择了饱和磁感应强度Bs较高ღღ◈✿,温度稳定性好ღღ◈✿,价格低廉ღღ◈✿,加工方便的性价比较低的锌锰铁氧体材料凯发K8国际首页ღღ◈✿。ღღ◈✿,并选以此材料作为框架的EI28来绕制本例中的脉冲变压器ღღ◈✿。
根据相关资料ღღ◈✿,EC35输出功率为50Wღღ◈✿,饱和磁感应强度大约在2000Gs左右ღღ◈✿。买来的磁芯ღღ◈✿,由于厂家提供的磁感应强度月k8凯发ღღ◈✿,值并不准确ღღ◈✿,可用图2所提供的方式粗略测试一下ღღ◈✿。将调压器接至原线圈ღღ◈✿,用示波器观察副线圈输出电压波形ღღ◈✿。将原线圈的输入电压由小到大慢慢升高ღღ◈✿,直到示波器显示的波形发生奇变ღღ◈✿。此时ღღ◈✿,磁芯已饱和ღღ◈✿,根据公式ღღ◈✿:
U=4.44fN1Φm可推知在工频时的Φm值ღღ◈✿。要求不高时ღღ◈✿,可根据测算出的Φmღღ◈✿,粗略估算出原线圈的匝数ღღ◈✿:
本例中的变换器采用单端反激式工作方式ღღ◈✿,单端反激变换器在小功率开关电源设计中应用非常广泛ღღ◈✿,且多路输出较方便ღღ◈✿。单端反激电源的工作模式有两种ღღ◈✿:电流连续模式和电流断续模式ღღ◈✿。前者适用于较小功率ღღ◈✿,副边二极管存在没有反向恢复的问题ღღ◈✿,但MOS管的峰值电流相对较大;后者MOS管的峰值电流相对较小ღღ◈✿,但存在副边二极管的反向恢复问题ღღ◈✿,需要给二极管加吸收电路ღღ◈✿。这两种工作模式可根据实际需求来选择ღღ◈✿,本文采用了后者ღღ◈✿。
设计变压器时大多需要考虑下面问题ღღ◈✿:变换器频率f(H2);初级电压U1(V)ღღ◈✿,次级电压U2(V);次级电流i2(A);绕组线;温升τ(℃);绕组相对电压降u;环境温度τHJ(℃);绝缘材料密度γz(g/cm3)
假定初级线圈的初始电流为零ღღ◈✿,那么ღღ◈✿,在开关管的导通期tON里ღღ◈✿,初级线圈中的电流心便从零开始线
根据输出功率P的大小ღღ◈✿,选用适当的磁芯ღღ◈✿,其形状用环形ღღ◈✿、EI形或罐形均可ღღ◈✿,本例采用EI28ღღ◈✿,该类型的铁芯在f=50kHz时ღღ◈✿,功率可达到60Wk8凯发K8凯发VIP入口ღღ◈✿,在f=100kHz时ღღ◈✿,输出功率可达到90Wღღ◈✿。
反馈绕组匝数的确定ღღ◈✿,要求既能保证开关元件的饱和导通又不至于造成过大损耗ღღ◈✿。根据UC3842的要求ღღ◈✿,反馈绕组的输出电压应在13V左右k8凯发ღღ◈✿。因此ღღ◈✿,
(3)夹层式绕法把次级绕组绕在初级绕组的中间ღღ◈✿,初级分两次绕凯发k8娱乐官网app下载ღღ◈✿,ღღ◈✿。这种绕法只在初级绕组中多一个接头ღღ◈✿,工艺简单优衣库百度云优衣库百度云ღღ◈✿,便于批量生产ღღ◈✿。
本例中ღღ◈✿,为减小分布参数的影响ღღ◈✿,初级采用双线并绕连接的结构ღღ◈✿,次级采用分段绕制ღღ◈✿,串联相接的方式ღღ◈✿,即所谓堆叠绕法ღღ◈✿。降低绕组间的电压差ღღ◈✿,提高变压器的可*性ღღ◈✿。在变压器的绝缘方面ღღ◈✿,线圈绝缘应尽量选用抗电强度高ღღ◈✿、介质损耗低的复合纤维绝缘纸ღღ◈✿,提高初ღღ◈✿、次级之间的绝缘强度和抗电晕能力ღღ◈✿,本例中ღღ◈✿,因为不涉及高压k8凯发ღღ◈✿,绝缘问题不必特殊考虑ღღ◈✿。
绕制脉冲变压器是制作开关电源的重要工作ღღ◈✿,也是设计与制作过程中消耗大量时间和主要精力的工作ღღ◈✿。变压器做得好k8凯发ღღ◈✿,整个设计与制作工作就完成了70%以上ღღ◈✿。做得不好ღღ◈✿,可能就会出现停振ღღ◈✿、啸叫或输出电压不稳ღღ◈✿、负载能力不高等现象ღღ◈✿。在变压器的温升
(3)高频开关变压器会因集肤效应导致电线的电阻值增大天生赢家·一触即发ღღ◈✿,ღღ◈✿,因而要减小电流密度优衣库百度云ღღ◈✿。通常ღღ◈✿,工作时的最大磁通密度取决于次级线)一般来说优衣库百度云ღღ◈✿,采用铁氧体磁芯E128时ღღ◈✿,要把Bm控制在3kGs以下ღღ◈✿。