開關電源采用單端反激電路，控制芯片采用UC2844，反饋電路采用典型的TL431電路，變壓器磁芯為ETD34。開關電源輸入電壓范圍DC400V-800V，總輸出功率為40W，各路輸出要求如下：
序號
| 負載
| 額定電流
| 繞組輸出電壓
| 功率
| 電壓精度
| 5V/GND
| 控制板、鍵盤顯示板、擴展I/O板、驅動板
| 0.6A
| 5V
| 3W
| 3%
| ±15V/GND
| 電流傳感器、信號調理
| 0.15A
| ±15V
| 4.5W
| 5%
| 24VA/COMA
| 控制板外部接口、風扇、軟啟控制信號
| 0.25A
| 24V
| 6W
| 5%
| 24VB/COMB
| 風扇電源
| 0.6A
| 24V
| 15W
| 5%
| DP+/DP-
| 下橋驅動電源
| 0.24A
| 26V
| 6W
| 5%
| WP+/WP-
| W相上橋驅動電源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
| VP+/VP-
| V相上橋驅動電源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
| UP+/UP-
| U相上橋驅動電源
| 0.08A
| 26V
| 2W
| 5%
|
2.選擇開關管與輸出整流二極管
開關管MOSFET：2SK2225 耐壓值VDss=1500 V Id=2A
整流二極管：5V SB3100 VD=100V VF=0.85V IF=3A 考慮實際工作電流計算時取VF=0.4V
其他 ES1J VD=600V VF=1.7V IF=1A 考慮實際工作電流計算時取VF=1.5V
3.輸入電壓范圍
開關電源從直流母線取電,工作電壓范圍400-800V
4.計算變壓器的匝比（原邊繞組與主反饋繞組之間）
考慮開關器件電壓應力的裕量(Typ.=20%)
開關ON：0.8VD>VINmax/N+VO
開關OFF: 0.8VMOS>N(VO+VF)+VINmax 所以, 6≤N≤148，假定N=20 30
注：以下黃色部分為匝比N=30時的計算值
5. 最大占空比
DMAX= =0.21 0.28
6.計算原邊電感
PO=40W，PIN=40/0.8=42.25W 開關頻率取f=35KHZ
原邊電感量LP= = =2.5mH 4.5mH
7.計算原邊最小匝數
選用ETD34磁芯，Ae=97.10mm2；PC40材質，BS=0.39T, Br=0.06T, ΔBmax= BS- Br=0.33T，為了防止磁芯瞬間發生飽和，預留一定的裕量，取Bmax=0.75ΔBmax=0.248T
 = = =6uS，最大導通時間； 8uS
N1min= = =99.66TS，取100匝。132.88TS,取150匝
8.副邊匝數計算
+5V繞組，N3= ， 5TS
輔助電源繞組，N2= =15TS 15TS
+15V繞組，N4==15TS 15TS
-15V繞組，N5==15TS 15TS
+24VA繞組，N6= =24TS 24TS
+24V繞組，N7==24TS 24TS
DP繞組，N8= =24TS 25TS
WP繞組，N9==24TS 25TS
VP繞組，N10==24TS 25TS
UP繞組，N11==24TS 25TS
為減小漏感，采樣三明治繞法。
9.為了保證變壓器運行在斷續模式，需要預留死區時間，則Ton+Toff<T
變壓器在導通期間的伏秒積必須與復位期間的伏秒積相等，則
Ton=6uS,N=20,則Toff=22uS，則Ton+Toff=28uS<28.6uS
10.原邊電流峰值及有效值
初級電流峰值IP=VINTON/LP=0.96A
初級電流有效值I1= =0.25A
導線電流密度J=4A/mm2,則原邊導線截面積Acu1=I1/J=0.085 mm2
繞組
| 電流有效值
| 電流密度
| 導線截面積
| 導線直徑
| 實際線徑
| 匝數
| 加線皮0.2
| 每層匝數最大值
| 實際繞的層數
| 每層繞的匝數
| 繞法
| 線材
| 擋墻
| N1
| 0.25
| 4
| 0.06
| 0.282
| 0.3
| 100TS
| 0.5
| 40
| 4
| 25
| 密繞
| 漆包線
| 加擋墻保證線包居中
| N2
| 0.03
| 4
| 0.01
| 0.098
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 1
| 15
| 均繞
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N3
| 0.6
| 4
| 0.15
| 0.437
| 0.5
| 5TS
| 0.7
| 28.57
| 3線并繞1層
| 5
| 并繞
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N4
| 0.15
| 4
| 0.04
| 0.219
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 15
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N5
| 0.15
| 4
| 0.04
| 0.219
| 0.3
| 15TS
| 0.5
| 40
| 15
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N6
| 0.6
| 4
| 0.15
| 0.437
| 0.5
| 24TS
| 0.7
| 28.57
| 1
| 24
| 均繞
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N7
| 0.25
| 4
| 0.06
| 0.282
| 0.3
| 24TS
| 0.5
| 40
| 1
| 15
| 均繞
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N8
| 0.24
| 4
| 0.06
| 0.276
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 四線并繞繞3層：9+8+8
| 24
| 并繞
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N9
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N10
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
| N11
| 0.08
| 4
| 0.02
| 0.16
| 0.3
| 25TS
| 0.5
| 40
| 24
| 三層絕緣線
| 三層絕緣線無需加擋墻
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 集膚深度
| 0.3538539
|
|
| 槽寬
| 20mm
|
|
|
|
|
| 1.4倍
| 0.4953954
| 最佳線徑
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2倍
| 0.7077078
| 最大線徑
|
|
|
|
|
|
|
|
|
集膚深度：δ=6.61/ =0.035cm=0.35mm，一般情況下導線的直徑不超過集膚深度的2倍，最佳為1.4倍，為0.49mm。
骨架槽寬為20mm
10、繞組分布
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300A-T4-11-15kw高頻變壓器設計(HKBT014).docx
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2018-9-21 00:51 上傳
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