标题: 300A-T4-11-18.5KW高频变压器设计（HKBT014） [打印本页]
作者: 17612735926    时间: 2018-9-21 00:52
标题: 300A-T4-11-18.5KW高频变压器设计（HKBT014）
开关电源采用单端反激电路，控制芯片采用UC2844，反馈电路采用典型的TL431电路，变压器磁芯为ETD34。开关电源输入电压范围DC400V-800V，总输出功率为40W，各路输出要求如下：
序号
负载
额定电流
绕组输出电压
功率
电压精度
5V/GND
控制板、键盘显示板、扩展I/O板、驱动板
0.6A
5V
3W
3%
±15V/GND
电流传感器、信号调理
0.15A
±15V
4.5W
5%
24VA/COMA
控制板外部接口、风扇、软启控制信号
0.25A
24V
6W
5%
24VB/COMB
风扇电源
0.6A
24V
15W
5%
DP+/DP-
下桥驱动电源
0.24A
26V
6W
5%
WP+/WP-
W相上桥驱动电源
0.08A
26V
2W
5%
VP+/VP-
V相上桥驱动电源
0.08A
26V
2W
5%
UP+/UP-
U相上桥驱动电源
0.08A
26V
2W
5%

2.选择开关管与输出整流二极管
开关管MOSFET：2SK2225 耐压值VDss=1500 V Id=2A
整流二极管：5V  SB3100  VD=100V  VF=0.85V  IF=3A  考虑实际工作电流计算时取VF=0.4V
            其他 ES1J VD=600V  VF=1.7V  IF=1A    考虑实际工作电流计算时取VF=1.5V

3.输入电压范围
开关电源从直流母线取电,工作电压范围400-800V
4.计算变压器的匝比（原边绕组与主反馈绕组之间）
考虑开关器件电压应力的裕量(Typ.=20%)
开关ON：0.8VD>VINmax/N+VO
开关OFF: 0.8VMOS>N(VO+VF)+VINmax 所以,    6≤N≤148，假定N=20  30
注：以下黄色部分为匝比N=30时的计算值
5. 最大占空比
DMAX==0.21  0.28
6.计算原边电感
PO=40W，PIN=40/0.8=42.25W 开关频率取f=35KHZ
原边电感量LP===2.5mH   4.5mH
7.计算原边最小匝数
选用ETD34磁芯，Ae=97.10mm2；PC40材质，BS=0.39T, Br=0.06T, ΔBmax= BS- Br=0.33T，为了防止磁芯瞬间发生饱和，预留一定的裕量，取Bmax=0.75ΔBmax=0.248T
===6uS，最大导通时间；                8uS
N1min===99.66TS，取100匝。132.88TS,取150匝
8.副边匝数计算
+5V绕组，N3=，         5TS
辅助电源绕组，N2==15TS   15TS
+15V绕组，N4==15TS       15TS
-15V绕组，N5==15TS       15TS
+24VA绕组，N6==24TS      24TS
+24V绕组，N7==24TS       24TS
DP绕组，N8==24TS         25TS
WP绕组，N9==24TS        25TS
VP绕组，N10==24TS        25TS
UP绕组，N11==24TS        25TS
为减小漏感，采样三明治绕法。
9.为了保证变压器运行在断续模式，需要预留死区时间，则Ton+Toff<T
变压器在导通期间的伏秒积必须与复位期间的伏秒积相等，则


Ton=6uS,N=20,则Toff=22uS，则Ton+Toff=28uS<28.6uS
10.原边电流峰值及有效值
初级电流峰值IP=VINTON/LP=0.96A
初级电流有效值I1==0.25A
导线电流密度J=4A/mm2,则原边导线截面积Acu1=I1/J=0.085 mm2
绕组
电流有效值
电流密度
导线截面积
导线直径
实际线径
匝数
加线皮0.2
每层匝数最大值
实际绕的层数
每层绕的匝数
绕法
线材
挡墙
N1
0.25
4
0.06
0.282
0.3
100TS
0.5
40
4
25
密绕
漆包线
加挡墙保证线包居中
N2
0.03
4
0.01
0.098
0.3
15TS
0.5
40
1
15
均绕
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N3
0.6
4
0.15
0.437
0.5
5TS
0.7
28.57
3线并绕1层
5
并绕
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N4
0.15
4
0.04
0.219
0.3
15TS
0.5
40
15
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N5
0.15
4
0.04
0.219
0.3
15TS
0.5
40
15
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N6
0.6
4
0.15
0.437
0.5
24TS
0.7
28.57
1
24
均绕
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N7
0.25
4
0.06
0.282
0.3
24TS
0.5
40
1
15
均绕
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N8
0.24
4
0.06
0.276
0.3
25TS
0.5
40
四线并绕绕3层：9+8+8
24
并绕
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N9
0.08
4
0.02
0.16
0.3
25TS
0.5
40
24
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N10
0.08
4
0.02
0.16
0.3
25TS
0.5
40
24
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙
N11
0.08
4
0.02
0.16
0.3
25TS
0.5
40
24
三层绝缘线
三层绝缘线无需加挡墙












集肤深度
0.3538539
　
槽宽
20mm




1.4倍
0.4953954
最佳线径







2倍
0.7077078
最大线径









集肤深度：δ=6.61/=0.035cm=0.35mm，一般情况下导线的直径不超过集肤深度的2倍，最佳为1.4倍，为0.49mm。
骨架槽宽为20mm
10、绕组分布


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