AC-DC｜設計篇

變壓器T1的設計　其2

2019.09.11

重點

・分步驟計算變壓器T1的鐵芯尺寸、一次側電感值、各個匝數。

・可按照與設計篇第一篇“隔離型返馳式轉換器電路設計”相同的思路進行計算。

在前面的“變壓器T1的設計　其1”中，對下述計算步驟①～③進行了說明。本文作為“其2”來計算剩下的④～⑥，並結束變壓器T1的設計篇。

  • ①返馳式電壓VOR的設定
  • ②一次側線圈電感值Lp、一次側的最大電流Ippk的計算
  • ③變壓器尺寸的決定
  • ④一次側線圈匝數Np的計算
  • ⑤二次側線圈匝數Ns的計算
  • ⑥VCC線圈匝數Nd的計算
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在“其１”中也提到過，為了進行變壓器設計，必須推導出來的參數有：“鐵芯尺寸”、“Lp電感值”、“Np/Ns/Nd的匝數”。在“其1”中已經計算了“鐵芯尺寸”和“Lp電感值”。

變壓器設計所需的參數

變壓器鐵芯尺寸 EFD30（或替代產品）
Lp（一次側線圈電感值） 1750µH
Np（一次側匝數） 按步驟④
Ns（二次側匝數） 按步驟⑤
Nd（VCC匝數） 按步驟⑥

另外，賦予T1的條件為：輸出24V1A，VIN(DC)＝300V～900V。

電路圖請根據需要隨時參考連結的電路圖。

④一次側線圈匝數Np的計算

第4步是計算一次側線圈匝數Np。一般的鐵氧體鐵芯磁通密度B(T)的最大值在100℃時為0.4T，所以Bsat＝0.3T。

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需要確認AL-Value－NI特性，並在不飽和區使用，以免引起磁飽和。確認時需要使用AL-Value－NI特性曲線圖。

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例如，假設Np＝50匝，則

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進入飽和區。

設定一次線圈匝數，並避免進入該飽和區。

當Np＝64匝時，則

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處於不飽和區。所以，確定為Np＝64匝。

⑤二次側線圈匝數Ns的計算

接下來計算二次線圈匝數Ns。在“①返馳式電壓VOR的設定”中，已經求出Np/Ns＝8，所以在此使用這個資料進行計算。

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⑥VCC線圈匝數Nd的計算

透過下列公式來求VCC線圈匝數Nd。設VCC＝24V、Vf_vcc＝1V。

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VCC的24V是該設計中使用的IC“BD7682FJ-LB”的VCC標準要求電壓。由於需要驅動SiC-MOSFET，因此閘極電壓（OUT引腳鉗位元電壓）需要18V（typ）。
至此，所需參數全部計算完畢。前表中加入數值後如下。

變壓器設計所需的參數

變壓器鐵芯尺寸 EFD30（或替代產品）
Lp（一次側線圈電感值） 1750µH
Np（一次側匝數） 64匝
Ns（二次側匝數） 8匝
Nd（VCC匝數） 8匝

最後是基於這些參數的變壓器設計案例。

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