关于电源中磁元件计算,有几点不知道理解得对不对?麻烦版主和各位,谢谢

2019-03-26 19:54发布

大家好。初接触开关电源,在对变压器的理解有一些不足,来问各位几个问题。
(1)对于反激电源增加气隙,我在一些帖子上看到说是为了增加变压器的储能,减少电感量。根据电感储能公式∫0.5*L*I*I,那不是应该电感量越大,储能就越多吗?如果说根据N*B*S=L*I,所以电感量越大,电流会越小的话。那电感储能公式是不是就应该变形成∫0.5*L*(NBS/L)^2?所以才会说电感量越大储能就越少?
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(2)对于正激拓扑的变压器是不是不会出现饱和的问题?因为根据AP公式计算出来的磁芯,AP公式本身就是根据电磁感应定律推导出来的,本身就是基于满足磁条件的约束下进行计算的?不过我问过人,别人说正激,全桥那些拓扑的变换器也是要考虑电感的。。。可我在一篇论文上看别人设计DCDC全桥的变压器,就只是根据AP选取磁芯,然后计算Np和Ns,之后再确定线径。。。就完了,并没有提到电感啊
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(3)正激,全桥,半桥等拓扑的磁芯为什么就不需要加气隙?如果加了气隙,增大了磁路的等效长度,貌似就要增大原副边匝数?
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19条回答
maychang
1楼-- · 2019-03-28 16:35
jonny0811 发表于 2016-5-12 10:59
好的,非常感谢您的热心回答。我还想说一个问题,像DCDC全桥电源里面,Uout=2Uin*D*(Np/Ns),我现在准备设 ...

全桥DC/DC的Uin是由市电整流(大功率往往要功率因数控制)而来,是变化的。市电电压通常允许10%变化,开关电源设计通常要求允许市电有20%变化。所以Uin有一个变化范围。
Np/Ns的选择,必须使Uin最大时占空比的最小值可以满足,Uin最小时占空比的最大值可以满足(留出死区时间)。满足了Uin最大和Uin最小,Np/Ns就可以在一定范围内随你取值了。
jonny0811
2楼-- · 2019-03-28 19:17
本帖最后由 jonny0811 于 2016-5-12 13:41 编辑
maychang 发表于 2016-5-12 11:43
全桥DC/DC的Uin是由市电整流(大功率往往要功率因数控制)而来,是变化的。市电电压通常允许10%变化,开关 ...

恩,好的。那占空比的范围也是我自己去选择的吧?比方说我可以设一个最小占空比,30%,那输入电压最大Uin=311V,Uout=24V,这样子的话,Np/Ns就等于7.75左右。也只有这样能计算出来是吧?就是最小占空比要自己先确定下来,然后就能算出Dmax和匝数比了。或者用最大占空比去计算,先把咱们的最大占空比人为选定。其实还有一个比较让初学者疑惑的地方。我们的计算出匝比之后,一般就是确定匝数了,先确定一次侧匝数Np。问题来了!!!根据AP公式计算Np时候,有一个Uin的,那该选择Uinmax还是Uinmin?并且我发现了,我们算出来Np之后,再乘以匝比获得的Ns,跟直接用图片中的公式算出来的Ns是。。。。是什么呢,是不一样的!!!!
maychang
3楼-- · 2019-03-28 19:46
 精彩回答 2  元偷偷看……
jonny0811
4楼-- · 2019-03-29 01:36
 精彩回答 2  元偷偷看……
maychang
5楼-- · 2019-03-29 03:45
jonny0811 发表于 2016-5-14 12:35
版主您好。我对开关电源的理解确实是停留在很表面的水平。这个公式是在一篇关于高频变压器设计的论文中看 ...

图片中公式,正是工频变压器的设计。
在开关电源设计中引用此式,是有些问题的。
此式考虑的是正弦电压铁芯不会饱和,但开关电源输入的电压是方波。对开关电源来说,要求在最大脉宽时铁芯不饱和。
jonny0811
6楼-- · 2019-03-29 05:25
本帖最后由 jonny0811 于 2016-5-14 13:43 编辑
maychang 发表于 2016-5-14 13:08
图片中公式,正是工频变压器的设计。
在开关电源设计中引用此式,是有些问题的。
此式考虑的是正弦电压 ...

好的,谢谢版主的热心指导!!不过工频变压器里面的一些理论应该还是可以延续到高频变压器上的,比方说一次侧电流依是旧激磁电流+二次侧折算到一次侧的电流。高频变压器的BH曲线,H是与电流I有关的,我觉得这个I应该是激磁电流而不是一次侧电流!!!如果负载增大,导致一次侧电流很大的时候,变压器不一定会饱和,因为激磁电流可以很小。但设计不合理的时候,负载很小,一次侧电流很小,但激磁电流较大的时候,变压器也有可能会饱和。(如果说对输入电压方波信号做傅里叶分解,可以看到其含有直流分量,如果说是因为这个直流分量造成变压器饱和的,那这个直流分量一定跟激磁电流分量有关,您觉得呢?)

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