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单级反激PFC变压器的计算

 

单级反激PFC变压器的设计,单级反激PFC是结合了PFC与反激的两者的功能,能够实现PFC的功能,也有反激的隔离功能,那么单级反激的变器计算与普通的变压器计算是不一样,普通反激的变压器是DC-DC拓扑,而单级反级的输入是一馒头波,那这样的馒头波电压在最低点的时候电压是为0V的,所以用普通的变压器计算是不行了的,

 

1.jpg 

 

下面我们来根据PFC的计算方法来看下,

 

首先输入电压是一个正弦的交流,单级既然有PFC的功能,输入电流也是要跟随输入电压的,

 

那么变压器里面的平均电流应该也是一个馒头波。

 

根据在最大输出功率最小输入电压时输入电流最大。

 

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那么输入最大有效值电流Iin就能计算出来,首先是确定好最小输入电压Vin_rms ,然后就是最大输入电压下的PF值。

 

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··················公式1 

 

根据图形可以求出变压器里面的峰值电流Ipk。

 

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·····················公式2

 

那么Dmax是在最小峰值电压的占空比,要求占空比可以根据反激里面的反射电压Vor来计算就可以了,

 

首先的确定好开关管的最大电压VDSS,比如是650V,那么根据管子的应力,

 

Vin_max+Vor+尖峰电压≤90%VDSS

 

如输入电压最大值是264V,那么峰值电压差不多就是373V,尖峰电压一般是100V,Vor差不多就是120V,一般Vor不会超过输入最小电压的峰值。

 

根据反激里面的伏秒平衡可以计算出D。

 

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公式3

 

有了占空比,有了最大变压器里的峰值电流,那么可以计算原边的电感量Lp。

 

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公式4

 

根据上面的公式化解可以的到下面的公式。

 

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公式5

 

下面举例说明下

 

输入AC100-264V的电压,要求输出电5V,12A  最低输入电压的PF值为0.98,效率85%,最小开关频率45kHz

 

根据条件可以计算出,输出功率Po=60W

 

我设定Vor为120V,那么最小峰值电压时对应占空比Dmax。

 

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输入的功率

 

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电感量Lp

 

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下面要计算圈数

 

计算圈数前先要确定好磁芯,

 

我们选择了PQ3225的磁芯。Ae值161mm2

 

电感峰值电流

 

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11-1.jpg

 

 

根据最后计算原边圈数取40圈。

 

变压的匝比

 

 

 

实际取值是2圈。根据实际的匝比n=20,实际的Vor=114V。


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