正激式变压器参数计算

开关电源分析

最近在忙着制作和调试电源方面的软件，如下图所示，目的就是让想进入电源行业但是不知道从何入手的同学可以有数据参照验证电源各个参数，从而培养出更加浓厚的兴趣继续学习：

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  继续我们之前的内容，今天我们用一款12V/25A汽车正激式充电电池变压器的数据当例子对正激式变压器参数进行简易计算：
  首先还是先确定变压器的技术参数：
输入最低电压设置为Vin（min））：180
输入最高电压设置为Vin(max）：264V
遵循高压低频，所以我们输入频率为fi：50Hz
因为是汽车电源，所以输出电压Vo为：12V
输出电流Io为：25A
电源输出功率：Po=Vo*Io=300W
变压器效率n=80%
变压器工作频率：fs=60KHz
  我们首先选择变压器的材质为PC40，考虑到自冷散热方式，△B取0.2T
  接下来我们可以求出变压器的AP值
  根据公式AP=AW*Ae，我们可以得到：AP=（PS*104）/（2*△B*fs*J*Ku）
  其中Ps为变压器的传送功率，在理想状态下，这个参数和电源输入功率相等，根据二极管的压降为0.7，加上损耗，我们假设变压器输出端电压与输出电压之间的差值为1V，那么变压器输出端输出功率：P1=（Vo+1）*Io=325W；按照正激式变压器传送视在功率公式：Ps=P1/n+P1，我们得到Ps=325/0.8+325=731.25W。
  我们知道电流密度J（A）取J=400A/cm2；Ku铜窗占用系数取0.2；那么：
AP=（731.25*10^^4）/（2*0.2*60*10^3*400*0.2）=3.8cm2
  根据变压器磁芯参数表，我们选用ER42/15 PC40；磁芯参数为AP=4.3262cm4；Ae=194mm2；Aw=223mm2; Ve=19163mm3;AL=4690+-25%；Pt=433W。
  接下来我们要计算初级匝数和次级匝数
  首先根据公式n=Np/Ns=Vi/Vo=[Vin(min)*Dmax]/（Vo+Vf）
  我们先假设Dmax=0.4
Vf为二极管正向压降，取1V
Vin（min）=180*0.9*1.414-20=209
Vin（max）=264*1.414=373.296V
N=(209*0.4)/(12+0.7)=6.58
  那么：Np=Vin（min）*Ton/(△B*Ae）
Ton为MOS导通时间，Ton=Dmax/fs=0.4/60*10^3=6.66uS
Np=(209*6.666)/(0.2*194)=35.9 取Np=36Ts
  计算Ns；Ns=Np/n=36/6.43=5. 59 取Ns=6Ts
  最后检查△B合理性
△B=[Vin（min）*Dmax*Ts]/（Np*Ae）=（209*6.66）/(36*194)=0.2T
  我们用软件进行简易计算得到数据如下图所示，当然软件目前还在初级阶段，各个功能还在继续完善中：

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