給定條件單向正激變換器,功率電感次級繞組輸出電壓幅值Umin=12V,開關頻率f=150kHz,初級占空比Dmax=0.5,輸出電流I1=10A,UO1=3.3V。
在下面的計算中,功率電感器采用SI單位制,為了計算方便,將其中的基本單位m改為cm。
1)所要求的每條線的截面積計算S(J取4A/mm2)
——無短路保護S=插件電感制作10/4=2.5mm2;
——有短路保護S=10/4=2.5mm2。
2)磁放大器控制電感電壓計算
——無短路保護UReg=α×Dmax×Umin-UO1=1×0.5×12-3.3=2.7V;
——有短路保護UReg=α×Dmax×Umin=1×0.5×12=6V。
3)繞組匝數計算
①第一次計算
——無短路保護選用磁芯T60006E4008W462d1×d2×h1=8mm×4.6mm×4mm
AFe=0.054cm2
LFe=1.98cm
K=1
最小匝數
根據表2,所適用的銅線纏繞面積Acu約為2mm2,因此不可能纏繞面積25mm2的銅線5匝。
——有短路保護選用磁芯T60006E4012W535d1×d2×h1=12.5mm×10mm×5mm
AFe=0.05cm2
LFe=3.53cm
K=1
最小匝數
根據表2,所適用的銅線纏繞面積Acu約為14mm2,因此不可能纏繞面積2.5mm2的銅線10匝。
②第二次計算
——無短路保護選用磁芯T60006E4012W535d1×d2×h1=12.5mm×10mm×5mm
AFe=0.05cm2
LFe=3.53cm
K=1
最小匝數
根據表2,所適用的銅線纏繞面積Acu約為14mm2,可以使用此磁芯開始進行調試。
——有短路保護選用磁芯T60006E4017W537d1×d2×h1=17.5mm×12.5mm×6mm
AFe=0.12cm2
LFe=4.71cm
K=0.6
最小匝數
根據表2,所適用的銅線纏繞面積Acu約為23.1mm2,可以使用此磁芯開始進行調試。
4)所需控制電流計算
5結語
高頻磁放大器穩壓器中,采用飽和電感作為調控元件,由于它的非線性特性,再加上主變壓器次級繞組,兩個磁性元件互相牽制,使穩壓器的設計增加了難度。工程實際中,設計出的數據必須經過實際電路的調試,下面的經驗對設計者會有幫助。
如果UO1開路或短路狀態時,磁放大器控制電感太熱,那么過熱的原因是鐵磁損耗,解決的辦法是加大磁芯截面積AFe或增加匝數N。
如果在UO1滿載工作時,磁放大器控制電感過熱,那么過熱的原因是銅損太高。解決的辦法是增加銅線直徑或選用更大纏繞面積和Acu的磁芯。
主變壓器次級電壓過高會功率電感企業引起過高的滿載工作損耗。這時最好采用圖8的遞歸過程對主變壓器及控制電感進行優化。