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单端反激式湘潭变压器湘潭变压器的设计

2018-11-21 点击量:141
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基于反激式湘潭变压器厂家/变压器拓扑原理,设计了单端反激式湘潭变压器,用于电缆绝缘电阻测试仪高压湘潭变压器的DC-DC逆变。提出单端反激式湘潭变压器湘潭变压器设计时一些关键参数的选择原则和设计步骤及验证方法,总结了设计过程中的一些注意事项。使用结果表明:该设计方法在简化和明确湘潭变压器设计过程的同时,所设计的湘潭变压器应用于绝缘电阻测试仪中约250 V的逆变时表现出稳定的性能。

  湘潭变压器的使用在和降压湘潭变压器中很常见,湘潭变压器根据不同的输出要求采用不同的湘潭变压器拓扑电路,同样的湘潭变压器也采用不同的湘潭变压器拓扑实现。在所有拓扑中反激式湘潭变压器构成的式湘潭变压器具有电路简单、元器件最少的优点,在小功率湘潭变压器中经常采用。而湘潭变压器的设计需要技术人员根据一些经验参数来进行湘潭变压器的设计和绕制。会出现经验设计多于准确的参数设计,而且在条件下湘潭变压器的设计和制作不同于普通的工频湘潭变压器,更加需要实际经验和理论设计两者相互结合。本文结合实际设计和制作湘潭变压器的经验,提出一种工作于断续电流模式(DCM)下的反激式湘潭变压器设计方案,并给出相关参数设计方法。

  1 反激式湘潭变压器的基本工作原理

  图1(a)为反激式湘潭变压器的工作原理图,其中,管VT1的导通和截止使得原边绕组线圈产生交变电流信号。当原边绕组导通期间,次级绕组输出电压为上负下正,整流二极管VD1和VD2截止,输出电容Co和Cf放电;当原边绕组截止时次级输出电压为上正下负,整流二极管VD1和VD2导通,输出电容Co和Cf充电,与正激式电路充放电过程相反。可以从输入输出电压、电流波形关系图1(b)中得出DCM模式下的工作过程。其中PWM、UDS、IDl,IF1、Io1、Uo2分别为管VT1栅极脉宽调制信号、漏源极电压、整流二极管VD1和VD2电流、负载输出端Co正极性端电压波形、反馈输出端Cf正极性端电压波形。


  2 单端反激式湘潭变压器设计

  单端反激式湘潭变压器设计流程如图2所示,首先根据逆变前后电路的需要,列出输入电压、输出电压参数、频率、额定输出功率等整个系统需要湘潭变压器完成的参数要求,包括Uin(min)、Dmax、F、Po(max)分别为输入电压最小值10 V、最大占空比、频率10kH-z、输出最15W等参数,然后再按照下面步骤设计合适的湘潭变压器。


  2.1 选定工作点

  最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率,由原边电感电流在管导通和截止期间电流的峰值相等和电磁感应定理得到:


  式中,Uorlcjyg.com/为原边反激电压,单位为V;L为原边电感,单位为H。

  占空比Dmax和反激电压Uor的关系:


  求出占空比后,在前端脉宽调制电路中控制前端信号的占空比,使其符合湘潭变压器的设计要求。此外,反馈调节占空比可以稳定和达到要求的输出电压。


  从式(3)可知,反激电压和占空比的关系可以在后续湘潭变压器调节中选择合适的管,占空比越小,反激电压就越小。

  2.2 磁芯的选择

  湘潭变压器的最大承受功率Po(max)与磁芯截面积Ae和窗口面积的面积积Ap之间存在:


  由实际功率可以计算出最大输出功率,湘潭变压器的效率一般在80%~90%之间,设计中η取80%,Po为15w,Ku为窗口利用系数,取典型值0.29,Bmax取一般值O.25 T,Kj为电流密度,取一般值600 A/cm2。每个磁芯都有固定的面积积,在厂家提供的磁芯参数表里面查询大于或等于所求面积积的磁芯,可以获得符合要求的EE形磁芯,其中磁芯EE-25参数如图3(a)所注,其中相关尺寸数据如下:


  由于EE-25的面积积为0.428,大于0.384,因此,选择EE-25型磁芯。


  2.3 原边绕组电流


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