反激变换器辅助电源的设计.doc

辅助电源部分
辅助电源设计采用UC3842A芯片,具体设计过程如下。
1、功能指标参数
交流输入电压范围:
电网电压频率:
最大输出功率:
输出电压:
效率:η=85%
开关频率:
2、电路原理图
图1 反激变换器电路原理图
3、主电路参数设计
变压器设计
(1)根据AP值选择磁芯
面积乘积AP为绕组窗口面积(Aw)和磁芯横截面积的乘积(Ae)。同时,将AP值与输入功率联系在一起,可以得到以下公式:
cm4
其中,Pin是额定输入功率;
ΔB为磁通密度变化量,;
Kp为磁芯窗口有效使用系数,~;
Ku为绕组填充系数,~;
Kt为均方电流系数,等于直流输入电流与最大原边电流的比值,~;
为铜有效利用系数,~。
经过计算,。为了保证足够的功率裕量,选择TDK系列EI33/29/13磁芯,,,。
(2)原副边匝数计算
输入平均电流:
其中:为最小直流输入电压,;
输入电流峰值大小:
输入电流波形示意图

其中: ,根据经验,当P>40W时,K=~;当P<40W时,K=~。
本设计中,P<40W,;为了保证工作于DCM模式,占空比最大值取Dmax=,所以有:
初级电感量:
最小原边匝数:
:最小直流输入电压(V);
:最大导通时间,(S);
:磁心磁通密度变化量,单位:高斯,一般取值范围为:1000~2500高斯;
Ae:磁心有效截面积,选用EI33/29/13磁芯,其Ae=118mm2=
副边匝数:
Ns:副边匝数;Np:原边匝数;Dmax:最大占空比;Vd:输出整流二极管压降;
取Ns=9匝
辅助供电绕组匝数:
;
(3)绕组线径选择
电流密度取J=500圆密尔/A;由于趋肤效应,绕线表面电流大而内部电流小,开关电源设计时,单根线径不得超过趋肤深度的2-3倍;
趋肤深度计算公式:
(温度T=20℃)
带入参数:f=60kHz,温度T=20℃
趋肤深度:
选用线径d=。
单根导线的圆密尔数:
原边电流峰值为Ipk = ,平均电流为

原边绕组绕线根数:
副边绕组绕线根数:
其中Irms2=2A
综上可得变压器参数,如表(1)所示:
表(1) :变压器参数表
绕组
单根绕线线径
绕组匝数
绕线根数
原边

45
1
副边

9
4
辅助输出

9
1
磁芯
EI33/29/13(PC40)
骨架
EE33(6+6)

当输入最低、负载最重时,输入电流有效值为考虑留有一定裕量,根据前面计算可知,当输入电压为90V时,,故保险丝的耐压耐流为250V、2A。
整流桥选取
最大交流输入电压为265V,整流后电压约为400V,~2倍裕量,电流留有2~3倍裕量,选取整流桥型号为KBP206,其可承受最大电压为600V,最大电流为2A;
选取输入滤波电容
;整流桥后端用Nitsuka公司出产的1uF/630V滤波电容,滤除整流后电网中的高频纹波干扰;电路输出功率为30W,一般储能电容的选取原则为1W/(1~2uF),为保证足够裕量,同时降低输入电网侧电压波动,则选择滤波储能电容为100uF/450V;
选取开关管
,开关管耐压为500V,考虑一定裕量,则选取开关管为13N50C,耐压耐流值为500V、13A。
峰值电流检测电阻选取
考虑成本问题选择电阻检测开关管电流,检测电阻,检测电阻功耗约为1W,选取为1Ω/2W的金属氧化膜
电阻。电流误差放大器正向输入端最小反馈电阻受限于误差放大器的拉电流(),和经过2个二极管压降()到达电流误差放大器反向输入端的电压,其中电流误差放大器反向输入端的电压等于稳压二极管钳位()3倍,于是有:
实际过程中考虑电压留有一定裕量,取3脚对开关管漏极电阻12K。
副边二极管选取
考虑副边电流有效值为2A,电流留有一定倍裕量,快恢复二极管选用FR307,其最大正向流通电流为3A,最大反向耐压为700V。

根据输出功率和电压纹波要求,一般选取纹波电压为输出电压的1%,,满载时输出电流I=2A,考虑到电容的ESR所形成的