半桥式电路设计

輸入最大電壓 Vinmax(V): 12 中心輸入電壓 Vin(V): 12 輸入最小電壓 Vinmin(V): 12 輸出電壓 Vo(V): 50 0 0 輸出電流 Io(A): 5 0.25 0.18 工作頻率 f(Hz): 50000 工作週期 D(us): 0.3 或 導通時間 Ton(us) : 6 大電流.低電壓輸出線路壓降倍數 : 1 (10V以下,50A以上輸入1.11) 線路壓降 VDF(V) : 0.6 電壓調整率 α: 2.81% 線路形式(輸入代碼): 2 半橋式-全波整流/ 1 半橋式-橋式整流/ 2 半橋式-無整流/ 3 最大溫升Δt (℃): 50 使用Core材 70 3 POT Core(灌狀) / 1 , 金屬疊片 / 2 , 鐵粉芯 / 3 環境溫度: 25 ℃ 請輸入: 計算結果: 選材 : EI40/27/12 Ap計算值: 6.49386 cm4 Bm : 0.042 PRI SEC1 SEC2 SEC3 Δt (℃): 55.0 Kj = 590 圈數( T ): 6.0 30.5 0.4 0.4 占續率 : 37.62 %,不超過45%. X = -0.12 線徑 ( mm ): 2.4113 0.943 0.211 0.179 計算得α: 1.61 % 線徑修正mm: 1.800 0.900 0.18 0.15 Pcu : 3.214 W 銅線重量(g): 11.57 14.64 0.01 0.00 Pfe : 0.141 W 銅阻 ( Ω): 0.003 0.069 0.020 0.029 膚股效應 d < 0.586 mm 線徑修正mm: 0.100 0.100 0.36 0.14 股數: 324.00 81.00 0.25 1.15 參考文獻 δ溫度系數 Weight1 Weight2 Weight3 Weight4 column c1 column c2 column c3 column c4 1.02 0.233271737 0.0583179 0.00233272 0.00162 67.175242 268.70097 6717.5242 9673.2349 Ap Ac MLT Wc Vol Wtfe AS Ku Kf 1.6726 1.42 8.22 117.79 9.6276 0.0548 42.03 0.40 4.0 計算步驟: STEP NO.1 : 計算輸出交流電壓 Vs1 Vs2 Vs3 Eo = K*Vo + Vd = 50.6 0.6 0.6 V Eo總 = 51.8 V STEP NO.2 : 計算輸出功率 Ps1 Ps2 Ps3 PSAC=Eo*Io= 195.973 0.116 0.084 VA PSAC總 = 196.17 VA PODC總 = 250.00 VA STEP NO.3 : 計算效率 η=(1-α)/(1+α) = 0.945 STEP NO.4 : 計算總功率 (視線路形式而定) Pt (全波整流) = Po*(1/η+20.5 ) = 618.01 VA Pt (橋式整流) = Po*(1/η+1) = 514.46 VA Pt (無整流) = Po*(1/η+1) = 514.46 VA 半橋式設計 輸出電壓 Vo(V): 輸出電流 Io(A): 輸出電壓 Vo(V): 輸出電流 Io(A): Pt(本設計線路) = 514.456 VA STEP NO.6 : 計算鐵芯表面績 6.4939 cm4 STEP NO.7 : 計算初級圈數 Np=(VINmIN*Dmax)/(2*Bm*Ac*f) = 6 T *** 半橋式式工作電壓是輸入電壓的一半 STEP NO.7 : 計算工作週期 D. Dmin =Dmax/((1-Dmax)*K+Dmax) = 0.300 us Dmax =K*Dmin/((Dmin*(K-1)+1) = 0.300 us STEP NO.8 : 計算初級電流 Ip=2*(2Dmax)0.5*Eo*Io/Vinmin = 25.326 A J=Kj*ApX = 554.92 A/cm2 STEP NO.10 : 計算初級線徑 dp = 11.287(Ip/J)1/2 = 2.4113 mm 輸入修正值 : 1.800 mm STEP NO.11 : 計算初級銅阻 0.003 Ω STEP NO.12 : 計算初級銅損 Pcu初 = Ip2*Rp = 2.180 W STEP NO.13 : 計算次級電流(視電路形式) Is1 Is2 Is3 Is 全波整流 = (1+2Dmax)0.5/2*Io = 3.162 0.158 0.114 A Is 橋式整流 = (2*Dmax)0.5*Io = 3.873 0.194 0.139 A Is 無整流 = 5.000 0.25 0.18 A Is 本設計線路 = 3.873 0.194 0.139 A STEP NO.14 : 計算次級圈數 Ns1 Ns2 Ns3 Ns=(2Np*Eo*Dmax)/(Vinmin/2) = 30.5 0.4 0.4 T STEP NO.15 : 計算次級線徑 d = 11.287(Is/J) 1/2 = 0.943 修正值為 0.900 mm d = 11.287(Is/J) 1/2 = 0.211 修正值為 0.180 mm d = 11.287(Is/J) 1/2 = 0.179 修正值為 0.150 mm STEP NO. 16 : 銅線占窗面積 : 44.317 cm NΦ2(全波整流)=Np*Φ1 2+Ns*Φ2 2 = 69.15 cm NΦ2(橋式整流)=Np*Φ1 2+Ns*Φ2 2 = 44.32 cm NΦ2(無整流)=Np*Φ1 2+Ns*Φ2 2 = 44.32 cm NΦ2/Wc = 37.62 % STEP NO.17 : 次級銅阻 Rs1 Rs2 Rs3 0.069 0.020 0.029 Ω STEP NO.18 : 次級銅損 Pcu次=Io2*Rs = 1.0335 W STEP NO.19 : 總銅損 Pcu=Pcu初+Pcu次 = 3.2139 W STEP NO .20 : 電壓調整率驗算 1.61 % STEP NO.21 :效率驗算 η=(1-α)/(1+α) = 0.968 STEP NO.22 :允許總損耗 STEP NO.9 : 計算電流密度 繞線面積 : NΦ2=Np*Φ12+Ns*Φ22 = Ap=[(Pt*104)/(Kf*Ku*Kj*f*Bm)]1/(1-X) = Rs=MLT*Ns*Column C*δ*10-6 = Rp=MLT*Np*Column C1*δ*10-6 = α=Pcu/(Po+Pcu)*100 = 要求: NΦ2/Wc < 45% PΣ=Po/η-Po = 6.428 W STEP NO.23 :允許鐵芯損耗 3.2139 W STEP NO.24 :實際鐵芯損耗 0.1396 W 推挽式 或: Pfe=0.287*f1.448*(10*B)2 *10-3*Vol = 0.1406 W 鐵粉芯 Core 或: Pfe=0.262*f1.39*B2.19 *10-3* Wtfe = 0.0471 W POT Core(灌狀) 或: Pfe=5.97*f1.26*Bac1.73 *10-3* Wtfe = 1.1313 W 硅鋼片 本設計線路 Pfe= 0.14061 STEP NO.25 :實際總損耗 PΣ=Pcu+Pfe = 3.355 W STEP NO.26 :輸出電壓Vo驗算 Vs1 Vs2 Vs3 Vo = (Ns*Vinmin)/(4Np*Dmax)-Vd = 50.00 0.00 0.00 V STEP NO.27.銅線重量 11.57 g 14.64 g 0.01 g 0.00 g STEP NO.28.溫升計算. Δt = (PΣ/(As*0.0005))0.79 = 55.01 ℃ STEP NO.29.膚股效應. d < 2*65.5/f0.5 = 0.59 mm STEP NO.30.線圈股數. PRI : n = (d/dMIN) 2 = 324.00 SEC1 : n = (d/dMIN) 2 = 81.00 SEC1 : n = (d/dMIN) 2 = 0.25 SEC1 : n = (d/dMIN) 2 = 1.15 WG3=MLT*Ns2*Weight3 = WG4=MLT*Ns3*Weight4 = WG1=MLT*Np*Weight1 = WG2=MLT*Ns1*Weight2 = Pfe=PΣ-Pcu = Pfe=0.165*10-3*f1.41*B1.77 *Wtfe =