2.2 工作磁感应强度的确定
工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中的一个重要指标,它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率的因素有关关。若工作磁感应强度选择太低,则变压器体积重量增加,匝数增加,分布参数性能恶化;若工作磁感应强度选择过高,则变压器温升高,磁芯容易饱和,工作状态不稳定。一般情况下,开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些,对于铁氧体材料,工作磁感应强度选取一般在0.16T到0.3T之间。在本设计中,根据特定的工作频率、温升、工作环境等因素,把工作磁感应强度定在0.2 T。
3.变压器主要设计参数的计算
3.1 变压器的计算功率
开关电源变压器工作时对磁芯所需的功率容量即为变压器的计算功率,其大小取决于变压器的输出功率和整流电路的形式。变换器输出电路为全波整流,因此
式中:Pt为变压器的计算功率,单位为W;
Po为变压器的输出功率,单位为W;
3.2 磁芯设计输出能力的确定
磁芯材料确定后,磁芯面积的乘积反映了变压器输出功率的能力。其磁芯面积为
式中:Ap为磁芯截面积乘积,单位为cm4;
Ac为磁芯截面积,单位为cm2;
Am为磁芯窗口截面积,单位为cm2;
Bm为磁芯工作磁感应强度,单位为T;
Kw为窗口占空系数取0.2;
Kj为电流密度系数(温升为50℃时,E形磁芯取534)。
3.3 磁芯的实际输出能力
在磁芯工作状态确定后,选择的磁芯结构参数应稍大于Ap值。因为该变压器的散热方式是风扇冷却,磁芯的实际输出能力至少应大于设计输出能力的10%,若散热方式是自动冷却,则要求实际输出能力比设计输出能力大更多。查相关手册,找到符合本设计要求的E型磁芯的规格为E42C,尺寸为a=4.2 cm,b=2.11 cm,c=2 cm,d=1.2 cm,e=2.95 cm,f=153 cm。
其实际输出能力为