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开关变压器电感量计算出现的问题

我用附件中的公式计算出来的电感量与实际相差很大,帮忙看看问题现在哪儿?

开关电源高频变压器计算方法 

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zvszcs
LV.12
2
2011-12-28 19:23
首先效率取值就有点高了,取0.7差不多,甚至更低
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zq2007
LV.11
3
2011-12-28 21:50
@zvszcs
首先效率取值就有点高了,取0.7差不多,甚至更低
感量那么高,不会是哪里计算有误吧。
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ncy231
LV.7
4
2011-12-28 22:05
@zvszcs
首先效率取值就有点高了,取0.7差不多,甚至更低
为什么呢?
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xgipm
LV.6
5
2011-12-28 23:52
 
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xgipm
LV.6
6
2011-12-28 23:55
@xgipm
[图片] 
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zq2007
LV.11
7
2011-12-29 07:48
@xgipm
[图片]反激式变压器设计V1.2 
这个计算出来感量也有点高。
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xyx11
LV.6
8
2011-12-29 08:34

平均电流公式错误

最后结果 Lp = 4.7 mH

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2012-01-02 08:35
@xgipm
[图片] 

用这个软件计算出来的初级电感量也是偏高了,实际上只有1.5mH左右.

请问,你那表中的磁芯有效面积为什么是平方厘米呢?实际上只有0.2平方厘米.

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2012-01-02 08:49
@xyx11
平均电流公式错误最后结果Lp=4.7mH

你好!

      请问那平均电流公式错在哪儿的呢?这个公式是根据ON-BRIGHT提供的,具体请看附件!变压器的设计步骤 

       你能否把你的计算过程拿出来看一下吗?

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xyx11
LV.6
11
2012-01-02 14:03
@wcg13537439710
你好!     请问那平均电流公式错在哪儿的呢?这个公式是根据ON-BRIGHT提供的,具体请看附件![图片]变压器的设计步骤       你能否把你的计算过程拿出来看一下吗?

输入功率  Pin = Vin * Iin_avg

故  Iin_avg = Pin/Vin 

而不是: Iin_avg = (1/3) Pin/Vin

文章并没有错,文章中的设计意图是, 以输出功率的 1/3 为分界点

        小于时,工作在 DCM

        大于时,工作在 CCM

与你的设计意图不同

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xgipm
LV.6
12
2012-01-02 16:08

 1、匝比N取最小值14,不是取中间值24;
 2、按照最小输入电压,最大输出功率(Pomax)的条件计算。
    (1)Po=1/3Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为8.78mH
    (2)Po=Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为2.926mH。

      工作在BCM时计算过程反激电源BCM模式下高频变压器计算 

     用软件拟合输入最低直流电压86V、并设置好相关数值,计算的电感为2.641mH,不知软件是如何计算的。

 

 

另一软件计算的结果为3.24mH

 

单端反激变换式开关电源变压器的设计软件 

 

反激变压器计算公式 

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xgipm
LV.6
13
2012-01-02 19:00
@xgipm
 1、匝比N取最小值14,不是取中间值24; 2、按照最小输入电压,最大输出功率(Pomax)的条件计算。   (1)Po=1/3Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为8.78mH   (2)Po=Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为2.926mH。     工作在BCM时计算过程[图片]反激电源BCM模式下高频变压器计算     用软件拟合输入最低直流电压86V、并设置好相关数值,计算的电感为2.641mH,不知软件是如何计算的。[图片]  另一软件计算的结果为3.24mH[图片] [图片]单端反激变换式开关电源变压器的设计软件 [图片] [图片]反激变压器计算公式 

用此帖的软件(IR公司为IRIS40XX设计的变压器辅助设计软件)计算。
http://bbs.dianyuan.com/topic/6797

计算的电感值为2.945mH,与前面的2.926mH一致。

 

由于计算效率方法的不同,图中Po=(5+0.5)V*0.75A= 4.125W

即前面的计算无误,前面2个软件计算有问题。

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2012-01-03 14:47
@xgipm
 1、匝比N取最小值14,不是取中间值24; 2、按照最小输入电压,最大输出功率(Pomax)的条件计算。   (1)Po=1/3Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为8.78mH   (2)Po=Pomax时,变换器工作在BCM,计算出的电感值为2.926mH。     工作在BCM时计算过程[图片]反激电源BCM模式下高频变压器计算     用软件拟合输入最低直流电压86V、并设置好相关数值,计算的电感为2.641mH,不知软件是如何计算的。[图片]  另一软件计算的结果为3.24mH[图片] [图片]单端反激变换式开关电源变压器的设计软件 [图片] [图片]反激变压器计算公式 
 还是这个比较准一些,比较接近实际值  ," 工作在BCM时计算过程反激电源BCM模式下高频变压器计算 "
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xgipm
LV.6
15
2012-01-03 19:28
@wcg13537439710
 还是这个比较准一些,比较接近实际值  ,"工作在BCM时计算过程[图片]反激电源BCM模式下高频变压器计算 "
 
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zq2007
LV.11
16
2012-01-03 19:38
@xgipm
[图片] 
看样子楼主收集了不少的公式。
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2012-01-04 10:10
@xgipm
[图片] 

你好!

   其实我拿来计算的这个例子是我们公司生产的一款充电器(也是属于反激式开关电源),今天我把变压器的参数测量了一下,并进行了解剖,其具体如下:  

    一次绕组电感量为1.66MH,匝数为112T,线径为0.15MM

    二次绕组电感量为10UH,匝数为8T,线径为0.29MM;

    反馈绕组电感量为42UH,匝数为17T,线径为0.2MM;

通过以上参数可以算出匝比为14。再结合您上表所计算的数据,有下式成立:

1.66MH :112T   = 2.93MH : 198T

这说明了在实际做变压器时在理论计算的基础上减少了一次绕组的匝数(由198T减少到112T),这样虽然减小了变压器的体积,但是增加了一次绕组的工作电流,那么一次铜损及开关管的导通损耗相应也增大了,效率也就相应降低了。不知,我这样分析对不对?

 所以我觉得您这种计算方法以及之前的计算方法是对的。请把这个反激变压器的设计软件发给我一下,谢谢!!

 

 

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xgipm
LV.6
18
2012-01-04 10:38
@wcg13537439710
你好!   其实我拿来计算的这个例子是我们公司生产的一款充电器(也是属于反激式开关电源),今天我把变压器的参数测量了一下,并进行了解剖,其具体如下:      一次绕组电感量为1.66MH,匝数为112T,线径为0.15MM    二次绕组电感量为10UH,匝数为8T,线径为0.29MM;    反馈绕组电感量为42UH,匝数为17T,线径为0.2MM;通过以上参数可以算出匝比为14。再结合您上表所计算的数据,有下式成立:1.66MH :112T  = 2.93MH : 198T这说明了在实际做变压器时在理论计算的基础上减少了一次绕组的匝数(由198T减少到112T),这样虽然减小了变压器的体积,但是增加了一次绕组的工作电流,那么一次铜损及开关管的导通损耗相应也增大了,效率也就相应降低了。不知,我这样分析对不对? 所以我觉得您这种计算方法以及之前的计算方法是对的。请把这个反激变压器的设计软件发给我一下,谢谢!!  
实际电感比计算的小,是因为实际输入功率大于设计时所用的4.7W,功率加大,电感就减小了。此EXCEL文件是在论坛上找到的,很不错,可以看到数据之间的计算关系,昨天仔细看了一下,气隙和最大导通时间计算有点问题,更改了一下计算关系,同时也添加了磁芯数据以及下面青色区域的计算关系,让各种数据能看到。此EXCEL文件在家中,晚上回家后再上传。
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xgipm
LV.6
19
2012-01-04 23:45
@wcg13537439710
你好!   其实我拿来计算的这个例子是我们公司生产的一款充电器(也是属于反激式开关电源),今天我把变压器的参数测量了一下,并进行了解剖,其具体如下:      一次绕组电感量为1.66MH,匝数为112T,线径为0.15MM    二次绕组电感量为10UH,匝数为8T,线径为0.29MM;    反馈绕组电感量为42UH,匝数为17T,线径为0.2MM;通过以上参数可以算出匝比为14。再结合您上表所计算的数据,有下式成立:1.66MH :112T  = 2.93MH : 198T这说明了在实际做变压器时在理论计算的基础上减少了一次绕组的匝数(由198T减少到112T),这样虽然减小了变压器的体积,但是增加了一次绕组的工作电流,那么一次铜损及开关管的导通损耗相应也增大了,效率也就相应降低了。不知,我这样分析对不对? 所以我觉得您这种计算方法以及之前的计算方法是对的。请把这个反激变压器的设计软件发给我一下,谢谢!!  

最大输出功率大一点(7.26W,最大功率设计较大,实际用没这么大的功率),B的变幅大一点(0.353T),就与你的实际电路一样了。

 

 单端反激式开关电源变压器设计 

 

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xgipm
LV.6
20
2012-01-04 23:58
@xgipm
最大输出功率大一点(7.26W,最大功率设计较大,实际用没这么大的功率),B的变幅大一点(0.353T),就与你的实际电路一样了。[图片]  [图片]单端反激式开关电源变压器设计  

1、这个理论与实际相结合的例子很难得,请仔细领悟数据之间的计算关系。

2、实际产品线径比理想方式设计的细,没准备工作于设计时的大电流状态。让B的变幅过大,换取较小的匝数,此产品不能工作于设计时的最大输出功率状态,但明显降低了线圈成本。(匝数少使B变幅增大,磁芯易发热;线径细使负荷电流减小最大输出功率降低。)

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xgipm
LV.6
21
2012-01-05 11:39
@wcg13537439710
你好!   其实我拿来计算的这个例子是我们公司生产的一款充电器(也是属于反激式开关电源),今天我把变压器的参数测量了一下,并进行了解剖,其具体如下:      一次绕组电感量为1.66MH,匝数为112T,线径为0.15MM    二次绕组电感量为10UH,匝数为8T,线径为0.29MM;    反馈绕组电感量为42UH,匝数为17T,线径为0.2MM;通过以上参数可以算出匝比为14。再结合您上表所计算的数据,有下式成立:1.66MH :112T  = 2.93MH : 198T这说明了在实际做变压器时在理论计算的基础上减少了一次绕组的匝数(由198T减少到112T),这样虽然减小了变压器的体积,但是增加了一次绕组的工作电流,那么一次铜损及开关管的导通损耗相应也增大了,效率也就相应降低了。不知,我这样分析对不对? 所以我觉得您这种计算方法以及之前的计算方法是对的。请把这个反激变压器的设计软件发给我一下,谢谢!!  
通用手机充电器属RCC电源(自激式反激开关电源),工作于BCM模式下,按BCM模式计算才合理。你提供的资料计算过程属于频率固定的它激式反激电源,负载由轻到重变化时,工作模式由DCM向BCM和CCM逐级转化。
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2012-01-05 15:51
@xgipm
通用手机充电器属RCC电源(自激式反激开关电源),工作于BCM模式下,按BCM模式计算才合理。你提供的资料计算过程属于频率固定的它激式反激电源,负载由轻到重变化时,工作模式由DCM向BCM和CCM逐级转化。

这款充电器是他激式开关电源,用的是PWM控制IC(AP3700),开关管用的是13003.

  我看到有的书介绍说,工作模式与输入电压大小和负载大小有关:在最小工作电压下,负载为轻时工作在DCM;负载为重(如满载)时工作在CCM。

  老师您在前面提供的计算方法就是在最小输入电压和满载的情况下来计算一次平均电流和一次峰值电流的,按理说,在最小输入电压下和满载时,电路应该工作在CCM模式下的,可您在上面注明说是BCM状态下,这是不是笔误呢? 

   另外一个问题是:是不是全部的他激式反激开关电源变压器都是在最小输入电压和满载的情况下来计算的?

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xgipm
LV.6
23
2012-01-05 17:01
@wcg13537439710
这款充电器是他激式开关电源,用的是PWM控制IC(AP3700),开关管用的是13003.  我看到有的书介绍说,工作模式与输入电压大小和负载大小有关:在最小工作电压下,负载为轻时工作在DCM;负载为重(如满载)时工作在CCM。  老师您在前面提供的计算方法就是在最小输入电压和满载的情况下来计算一次平均电流和一次峰值电流的,按理说,在最小输入电压下和满载时,电路应该工作在CCM模式下的,可您在上面注明说是BCM状态下,这是不是笔误呢?[图片]    另外一个问题是:是不是全部的他激式反激开关电源变压器都是在最小输入电压和满载的情况下来计算的?
建议看看此帖:单端反激,为什么用最小输入电压来计算初级绕组匝数?
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258481469
LV.3
24
2012-01-06 09:34
@xgipm
建议看看此帖:单端反激,为什么用最小输入电压来计算初级绕组匝数?

收藏了、、

 

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2012-01-06 10:32
@xgipm
最大输出功率大一点(7.26W,最大功率设计较大,实际用没这么大的功率),B的变幅大一点(0.353T),就与你的实际电路一样了。[图片]  [图片]单端反激式开关电源变压器设计  

您好!

      我在原来计算的基础上进行了变压器磁芯选择的计算、绕组匝数的计算以及磁芯最大磁通密度的计算,请老师帮看看有什么问题,并解释一下红色文字部分所提出的疑问。谢谢!!

请看附件!开关电源高频变压器计算方法2 

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2012-01-06 19:45
@xgipm
建议看看此帖:单端反激,为什么用最小输入电压来计算初级绕组匝数?

您好!

         这个问题我已看明白了,谢谢你给我提供了这个帖子!

我现在还有那个问题没有弄明白,就是对你之前提供的那个计算方法中有一个疑问:BCM模式下,怎么会有最小输入电压和满载呢,最小输入电压且满载应该是在CCM模式下的呀?

 

 

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zq2007
LV.11
27
2012-01-06 20:32
@wcg13537439710
您好!        这个问题我已看明白了,谢谢你给我提供了这个帖子!我现在还有那个问题没有弄明白,就是对你之前提供的那个计算方法中有一个疑问:BCM模式下,怎么会有最小输入电压和满载呢,最小输入电压且满载应该是在CCM模式下的呀?  [图片]
是有的,临界模式也有。
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xgipm
LV.6
28
2012-01-06 20:49
@wcg13537439710
您好!        这个问题我已看明白了,谢谢你给我提供了这个帖子!我现在还有那个问题没有弄明白,就是对你之前提供的那个计算方法中有一个疑问:BCM模式下,怎么会有最小输入电压和满载呢,最小输入电压且满载应该是在CCM模式下的呀?  [图片]
最好提供一下该电源的全面实测数据,磁芯规格、不同输出功率情况下的电流电压波形、占空比、电源实际最大输出功率、以及效率等等,然后再进行理论分析。通过理论联系实际,才能快速提高。还能借助仿真软件进行分析,当仿真波形与实测数据一致时,这时离吃透这个电路就不远了。
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xgipm
LV.6
29
2012-01-08 17:42
@wcg13537439710
您好!        这个问题我已看明白了,谢谢你给我提供了这个帖子!我现在还有那个问题没有弄明白,就是对你之前提供的那个计算方法中有一个疑问:BCM模式下,怎么会有最小输入电压和满载呢,最小输入电压且满载应该是在CCM模式下的呀?  [图片]

如果不是你提供的测量数据有问题,就是原电源设计有问题。1.66mH的初级电感,60KHZ工作频率,正常工作电压300V满载(4.7W)时,占空比只有0.102,那么轻载时会更低。

Pin=4.7W=0.5*L*Ip*Ip*f=0.5*1.66m*Ip*Ip*60K
Ip= 0.30721A
Vin=L*Ip/ton
300V=1.66m*0.30721/ton
ton=1.7uS
占空比D=1.7/16.667=0.102

占空比为D=0.4724时。
ton=T*D=16.667us*0.4724=7.87uS
300V=1.66m*Ip/7.87uS
Ip=1.422A
Pin=0.5L*Ip*Ip*f=0.5*1.66m*1.422*1.422*60k=100.7W

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2012-01-09 09:51
@zq2007
是有的,临界模式也有。

那我测量一下看看

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2012-01-10 08:31
@xgipm
如果不是你提供的测量数据有问题,就是原电源设计有问题。1.66mH的初级电感,60KHZ工作频率,正常工作电压300V满载(4.7W)时,占空比只有0.102,那么轻载时会更低。Pin=4.7W=0.5*L*Ip*Ip*f=0.5*1.66m*Ip*Ip*60KIp=0.30721AVin=L*Ip/ton300V=1.66m*0.30721/tonton=1.7uS占空比D=1.7/16.667=0.102占空比为D=0.4724时。ton=T*D=16.667us*0.4724=7.87uS300V=1.66m*Ip/7.87uSIp=1.422APin=0.5L*Ip*Ip*f=0.5*1.66m*1.422*1.422*60k=100.7W

   最大占空比应该是在最小输入电压时才会出现的,当输入直流电压为300V时,输入交流电压是220V,这时的占空比怎么会是最大值0.47呢?所以我觉得在300V时用最大占空比来计算Pin是不对的。

   我认为还是你说的对,应该把工作电流和电压波形图测出来,那样讨论起来更有说服力。

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