3.变压器的参数计算
输入直流电压范围Vin=41V~57V,输出电压VO=3.3V,输出电流IO=10A,开关频率fs=75KHz。
令D﹙max﹚=0.42 △Bm=0.2T ?'=85%
(1) 求出变压器原边匝数Np,副边匝数Ns,匝数比N
Pin=Pon/0.85=38.8235w;
Ap?(11.1Pin1.14311.1?38.8235)?()1.143?0.2069 (3-43) '3?BmfK0.2?75?10?0.114
选磁芯EE40 Ae?128mm2 Aw?108mm2 AP?Ae?Aw?1.3823cm2
计算原边的匝数Np:
Np?Vin(min)DmaxAe?Bmf?41?0.42?8.96875 (3-44)
128?10?6?0.2?75?103
求匝数比:n?NpNs 考虑管压降:
24
(NsVin(min)?Vf?Vo)DmaxT?(Vf?Vo)(1?Dmax)T (3-45) NpNsNVin(min)Dmax?Vf?Vo p?'?Npin(min)Dmax?0.42N?VsV?411?3.3?4.00465 f?Vo 求副边匝数N'ps:??NN
sN8.96875s?4.00465?2.240 所以Ns取3匝。 重新核算: Np?nns?3?4.00465?12.01 所以Np取12匝。 所以复位绕组的匝数Nm: 25
(3-46) (3-47)
(3-48)
(3-49)
Nm?Np?12
(2)计算线径Ds:
温升350C,J?450?104Ap?0.125Am2?4.5?1.3824?0.125?4.32149Am2
ic?Io
isrms?IonDmax?100.42?6.48074A (3-50)
As?isrms6.48074??1.49965mm2 (3-51) J4.32149
Ds?4As?4?1.49965?1.3822mm (3-52)
3.14?
(3) 原边绕组线径Dp:
Iprms?Ns3IonDmax??10?0.42?1.62019A (3-53) Np12
Ap?IprmsJ?1.62019?0.37491 (3-54)
4.32149
Dp?
4Ap??4?0.37491?0.69108mm (3-55)
3.1426
(4)集肤效应 ?是集肤深度:
D?2?
1000C,铜,??
本次实验:??
D?2??0.5477mm 7575?10375fmm
?0.2738mm
原边Np12匝,线径Dp=0.6912mm(实际用0.53mm两股并绕),副边Ns=3匝,线径Ds=1.3820mm(实际用0.53mm七股并绕)。
3.3 输入EMI滤波器设计
1. 输入EMI滤波器的设计
EMI滤波器是一种由电感、电容组成的低通滤波器,它允许直流或50Hz的信号通过,对频率较高的其它信号和干扰信号有较大的衰减作用。由于干扰信号有差模和共模两种,因此电源滤波器要求对这两种干扰都有很好的衰减作用。EMI滤波器实质是LC无源网
27
络,它利用阻抗失配的原理,使电磁干扰信号得到衰减滤波器的滤波效果取决于阻抗失配的程度,阻抗差别越大(适配越大),滤波器的滤波效果越好。[10]
+Vin-图3-3 EMI滤波器的基本原理
L4C41C43C42VoC44+-
EMI滤波器的主要性能指标一般包括插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定的电流值、绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。在使用时考虑最多的是额定的电压及电流值、插入损耗、漏电流3项。[11]
插入损耗是在装置滤波器前后负载端所接收能量之差异,以公式表示:
E Lin?20lg1 (3-56)
E2式中:E1为线路中装置滤波器后的输出电压;E2为线路中未装置滤波器时的输出电压。
额定的电流和电压值主要是从安全与性能加以考虑的。当电源滤波器的工作电流超过额定的电流时,会造成滤波器过热,而且会导致滤波器的低频滤波性能下降。一般滤波器的额定电流值是实际最大电流值的1.5倍左右,应考虑连续运作时的最大值,否则将损及其中的电感及电阻。[12]
电压使用的容许范围应涵盖所有可能的运作,尤其应特别重视
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