本帖最后由 打倒地主 于 2014-1-6 22:12 編輯 
這幾天一直在學開關(guān)電源設(shè)計,，找了很多資料,，其中有《變壓器與電感器的設(shè)計與制作》，粗略的看了一遍,，設(shè)計需要考慮的內(nèi)容太多,，設(shè)計步驟復雜，如上圖所示,，多達二三十步,，實非短時間可以學會。因此,，我根據(jù)我的設(shè)想,，利用能量守恒定律推導了一些變壓器設(shè)計的步驟，未經(jīng)實踐論證,，是否可用還是未知,。不過，根據(jù)推導出的各項參數(shù)又實在可行,，因此,，在此發(fā)帖，以求各路朋友指導,。 在此感謝騷金和成生不遺余力的嘲諷,，給了我學習電子的動力。 第一步：列出變壓器的設(shè)計需求 輸出功率：300W,。 輸出電壓：30V. 根據(jù)公式：P=UI可求出輸出電流：10A,。 變壓器轉(zhuǎn)換效率：90%。 則輸入功率可得：333.3W,，在此,，我們設(shè)為400W。 一般輸入電壓為 AC：220V,。 設(shè)整流后輸入電壓為：DC 300V,。 可求得輸入電流 I 為 1.3A左右，取值1.5A。 我們求得的電流和電壓均為正弦波輸入,，我們不考慮他們的有效值是多少,，只按波峰最大值計算，以求得最穩(wěn)定的參數(shù),。不惜成本的DIY,。 占空比為最大占空比50%（實際設(shè)計是不易使用最大占空比的，需要比50%小點,，這里還是弘揚不惜成本的精神）,，開關(guān)頻率設(shè)為 f=40KHz,可得單個波形的時間 t=1/f. 好了，根據(jù)能量守恒定律 我們這里計算單個輸入輸出波形時間的能量,。 初級線圈輸入能量=Pt=銅線熱損（初級線圈）+磁芯熱損+磁場能量 次級線圈輸出能量=Pt=銅線熱損（次級線圈）+磁芯熱損+Pt(輸出功率*t) 銅線熱損=Pt=I*I*R*t,，我們設(shè)初級銅線熱損功率為輸入功率的5%，15W,，我們的電流是1.5A,，可得銅線電阻10歐姆，這顯然是不正確的,，銅線電阻沒有這么大,，說明銅線上的熱損很小，大部分熱損都在磁芯上,。 磁芯熱損=Pt=U*U*t/R,，可知，輸入電壓是一定的,，則磁芯上感應(yīng)出的電壓也是定值,，因此，我們只要選取內(nèi)阻越大的磁芯,，磁芯熱損就越小,。 我們選取的輸入電壓和輸入電流都為最大恒定值，因此初級線圈（即初級電感）上電壓U=LI/t,可得磁場能量E=Pt=UIt=LI*I, 即,，磁場能量功率P=L*I*I/t=L*I*I*f. 因此,，給定開關(guān)頻率f和輸入電流I的情況下，電感L越大,，磁場能量功率越大,。 我們設(shè)磁場能量功率為400W（理想值），的L*1.5*1.5*40*10e3=400,求得電感L=4.4*10e-3H=4.4mH. 電感計算公式： L=μ×Ae*N*N/ l·進行分析,。L表示電感量、μ表示磁心的磁導率,、Ae表示磁心的截面積,、N表示線圈的匝數(shù)、lm表示磁心的磁路長度,。 我們設(shè)磁導率 μ=800 × 10-6 H/m（一般的鐵氧體磁芯磁導率）,，磁芯截面積 Ae=0.005,磁路長度 lm=0.1,可求得初級線圈匝數(shù) N=56左右,。這里推導的時候也許是錯的，因為我沒有經(jīng)驗,，磁芯面積和磁路長度不知道是否取值正確,。 根據(jù)輸入輸出電壓算出匝比為10:1.算出次級匝數(shù)，參數(shù)適當放大,。 線圈電阻我們設(shè)為 0.01歐姆,，則根據(jù)公式，R=pl/s,求出所需線徑,。大概是2mm. 到目前為止,，推導完畢，能量守恒方面的推導應(yīng)該是正確的,，只是不知道還漏算了哪些東西,。 |
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