反激电源变压器面积积计算公式推导

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CCM模式波形

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BCM模式波形

对于反激拓扑所使用到的“变压器”,它的工作方式并不同于真正意义上的变压器,真正的变压器是没有储能过程的,而反激所用到的“变压器”是先储能再向副边传递能量。所以它更像是电感,根据励磁电感中的磁链定义,可得

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所以

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式中 Np——变压器原边绕组的匝数;

Ae——变压器磁芯的截面积m2;

B(t)——变压器磁芯中的磁密T;

Lm——励磁电感H;

当原边电流达到最大峰值Im_pk时,B(t)=Bmax=Bm;并且在CCM模式中

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可得

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式中 λ=△im/Im——励磁电感电流纹波系数;

Lm——对应励磁电流纹波下的电感量H;

M(λ)=(1+λ/2) /λ。

根据伏秒平衡得:

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所以,代入②式得

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式中 η——变压器效率;

所以需要最大磁芯截面积为

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BCM临界模式中

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可得:

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式中 fsmin­——BCM模式中的最低开关频率Hz。

我们知道,绕组面积/磁芯窗口面积 = K,为窗口利用系数,得以下方程

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式中 J——绕组电流密度,单位A/m2 ;
Wa——磁芯的窗口面积,单位m2 。

从⑤式可以推出:

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从反激变压器的电路波形可以求得它的原边电流和副边电流有效值,见下式:

CCM模式:

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将这两式代入⑥式可得,最大窗口面积为

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用③式和⑦式即可获得CCM下变压器磁芯的最大面积积:

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BCM模式:

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将这两式代入⑥式可得,最大窗口面积为

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用③式和⑧式即可获得CCM下变压器磁芯的最大面积积:

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当Ae和Wa单位为cm2,Bm单位为Gass,Up单位为V,Ts单位为s,J单位为A/mm2时,上式公式需乘上一个系数:

CMM模式:

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BCM模式:

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来源:小程的电源