【收藏】多大磁芯做多大功率?--各大公司給出的經驗列表
《讓世界看到屏幕背後的工程師—祝賀張飛電子視頻銷量突破一千萬》
張飛電子視頻教程銷量突破1000萬,瘋狂促銷中,淘寶店鋪地址:☞fcsddz.taobao.com
反激電源中各個型號的磁芯到底能做多大功率?有的人知道怎麼算出來,有的人可以根據經驗來選取,不會AP法求又沒經驗怎麼辦?福利來了,小編爲你介紹幾個大公司給出的磁性型號對應的頻率可設計的功率範圍列表!另外還有對於反激變壓器問題的幾點思考。
A、InternationalRectifier公司--56KHz
輸出功率推薦磁芯型號
0---10W
EFD15SEF16EF16EPC17EE19EF(D)20EPC25EF(D)25
10-20W
EE19EPC19EF(D)20EE,EI22EF(D)25EPC25
20-30W
EI25EF(D)25EPC25EPC30EF(D)30ETD29EER28(L)
30-50W
EI28EER28(L)ETD29EF(D)30EER35
50-70WEER28L
ETD34EER35ETD39
70-100W
ETD34EER35ETD39EER40E21
B、ELYTONE公司---100KHz
型號輸出功率(W)
<5 5-10 10-20 20-50 50-100 100-200 200-500 500-1K
EI EI12.5 EI16 EI19 EI25 EI40 EI50 EI60 --
EE EE13 EE16 EE19 EE25 EE40 EE42 EE55 EE65
<5 5-10 10-20 20-50 50-100 100-200 200-500 500-1K
EF EF12.6 EF16 EF20 EF25 EF30 EF32 -- --
EFD -- EFD12 EFD15 EFD20 EFD25 EFD30 -- --
EPC -- EPC13 EPC17 EPC19 EPC25 EPC30 -- --
EER EER9.5 EER11 EER14.5 EER28 EER35 EER42 EER49 --
ETD -- -- ETD29 ETD34 ETD44 ETD49 ETD54 --
EP EP10 EP13 EP17 EP20 -- -- -- --
RM RM4 RM5 RM6 RM10 RM12 RM14 -- --
POT POT1107 POT1408 POT1811 POT2213 POT3019 POT3622 POT4229 --
PQ -- -- -- PQ2016 PQ2625 PQ3230 PQ3535 PQ4040
EC -- -- -- -- -- EC35 EC41 EC70
C、Fairchild Semiconductor公司--67KHz
Output Power EIcore EE core EPC core EER core
0-10W EI12.5 EE8 EPC10
EI16 EE10 EPC13
EI19 EE13 EPC17
EE16
10-20W EI22 EE19 EPC19
20-30W EI25 EE22 EPC25 EER25.5
30-50W EI28 EE25 EPC30 EER28
EI30
50-70W EI35 EE30 EER28L
70-100W EI40 EE35 EER35
100-150W EI50 EE40 EER40
EER42
150-200W EI60 EE50 EER49
EE60
The core quickselection table For universal input range, fs=67kHz and 12Vsingleoutput
Transformer Design Consideration for off-lineFlybackTMConverters usingFairchild Power Switch (FPS)
D、單端反激式變壓器磁芯的選擇公式
Ve =5555 * P / f
式中:Ve——爲磁芯的體積:Ve=Ae*Le;單位爲:毫米立方;
P——爲輸入功率;單位爲:瓦;
f——爲開關頻率;單位爲:千赫茲;
本公式假設:Bm=0.3T, Lg/Le=0.5%=氣隙長度/磁芯等效長度;
如果Lg/Le=氣隙長度/磁芯等效長度=1%時,又如何計算呢?(請考慮)
輸出功率、磁芯截面積和開關頻率決定氣隙,因爲在反激式開關電源中氣隙的體積大小決定儲能的多少,頻率決定能量傳輸的快慢;
如:EI25Ve=2050mm³,Ae=42平方毫米,Le=49.4mm;f=40KHz;η=0.75;
Lg= 0.005*49.4 = 0.247mm---氣隙長度
Pin =Ve*F/5555 = 2050*40/5555 =14.76W;
Pout =η*Pin= 0.75 * 14.76 = 11.07W;
若:f=100KHz 則:
Pout= 11.07W *(100/40) = 27.675W;
反激式開關電源設計的思考一
對一般變壓器而言,原邊繞組的電流由兩部分組成,一部分是負載電流分量,它的大小與副邊負載有關;當副邊電流加大時,原邊負載電流分量也增加,以抵消副邊電流的作用。另一部分是勵磁電流分量,主要產生主磁通,在空載運行和負載運行時,該勵磁分量均不變化。
勵磁電流分量就如同抽水泵中必須保持有適量的水一樣,若抽水泵中無水,它就無法產生真空效應,大氣壓就無法將水壓上來,水泵就無法正常工作;只有給水泵中加適量的水,讓水泵排空,纔可正常抽水。在整個抽水過程中,水泵中保持的水量又是不變的。這就是,勵磁電流在變壓器中必須存在,並且在整個工作過程中保持恆定。
正激式變壓器和上述基本一樣,初級繞組的電流也由勵磁電流和負載電流兩部分組成;在初級繞組有電流的同時,次級繞組也有電流,初級負載電流分量去平衡次級電流,激勵電流分量會使磁芯沿磁滯回線移動。而初次級負載安匝數相互抵消,它們不會使磁芯沿磁滯回線來回移動,而勵磁電流佔初級總電流很小一部分,一般不大於總電流10%,因此不會造成磁芯飽和。
反激式變換器和以上所述大不相同,反激式變換器工作過程分兩步:
第一:開關管導通,母線通過初級繞組將電能轉換爲磁能存儲起來;
第二:開關管關斷,存儲的磁能通過次級繞組給電容充電,同時給負載供電。
可見,反激式變換器開關管導通時,次級繞組均沒構成迴路,整個變壓器如同僅有一個初級繞組的帶磁芯的電感器一樣,此時僅有初級電流,轉換器沒有次級安匝數去抵消它。初級的全部電流用於磁芯沿磁滯回線移動,實現電能向磁能的轉換;這種情況極易使磁芯飽和。
磁芯飽和時,很短的時間內極易使開關管損壞。因爲當磁芯飽和時,磁感應強度基本不變,dB/dt近似爲零,根據電磁感應定律,將不會產生自感電動勢去抵消母線電壓,初級繞組線圈的電阻很小,這樣母線電壓將幾乎全部加在開關管上,開關管會瞬時損壞。
由上邊分析可知,反激式開關電源的設計,在保證輸出功率的前提下,首要解決的是磁芯飽和問題。如何解決磁芯飽和問題?磁場能量存於何處?將在下一篇文章:反激式開關電源變壓器設計的思考二中討論。
反激式開關電源設計的思考二---氣隙的作用
“反激式開關電源設計的思考一”文中,分析了反激式變換器的特殊性防止磁芯和的重要性,那麼如何防止磁芯的飽和呢?大家知道增加氣隙可在相同ΔB的情況下,ΔIW的變化範圍擴大許多,爲什麼氣隙有此作用呢?
由全電流定律可知:
由上例可知,同一個磁芯在電流不變的條件下,僅增加1mm氣隙,加氣隙的磁感強度僅爲不加氣隙的磁感應強度的4.8%,看來效果相當明顯。
加了氣隙後,是否會影響輸出功率呢?換句話說,加了氣隙變壓器還能否儲原來那些能量呀?看一下下面的例子就知道了:
在“思考一”一文中已討論過,當開關管導通時,次級繞組均不構成迴路,此時,變壓器象是僅有一個初級繞組帶磁芯的電感器一樣,母線將次級需要的全部能量都存在這個電感器裏。如下圖1就是一個有氣隙的電感器:
圖1表示一個磁芯長爲lm,氣隙長爲lg,截面積爲Ae的磁芯,在其上繞N匝線圈,當輸入電壓爲Ui時,輸入功率爲Wi:
6式右邊的積分爲圖2中陰影部分面積A,即就是說:
磁場能量的大小等於磁化曲線b和縱軸所圍成的面積大小。圖1中,假定磁路各部分的面積相等,磁芯各部分的磁場強度爲Hm,氣隙部分的磁場強度爲Hg,由全電流定律得:
11式右邊第一項是磁芯中的磁場能量,第二項是氣隙部分的磁場能量,分別用
Wi和Wg表示;那麼:
圖3中,曲線m表示圖1電感器無氣隙時的磁化曲線,曲線g表示有氣隙時的磁化曲線。圖中,面積Am表示儲存在磁芯部分的磁場能量;面積Ag表示儲存在氣隙部分的磁場能量。