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60W Flyback CCM design

60W Flyback CCM design

 

Input:

    輸入電壓范圍: 85Vac~265Vac

   正常輸入電壓: Vin=220Vac

    輸入頻率范圍: 47Hz~63Hz

    Normal input frequency: 50Hz

Output:

    輸出: Vo=12V  Io=5A

Other:

    開關(guān)頻率: Fs=100Khz

    Output diode forward voltage: Vf=1V

    Effiency:   Eff≥75%

    Maximum cycle duty: Dmax=0.48

    Delta B value:   delta B=0.22T

    Reflection voltage: Vor=110V

    Line regulation ratio: a=±0.5%

    Load regulation ratio: b=±0.5%

 

Output power:   Po=(Vo+Vf)*Io=1=13V*5A=65W

Input power:     Pin=Po/eff=65W/0.75=86.667W

Minimum bus input voltage: Vbusmin=1.414*Vinmin-20Vdc=1.414*85V-20V=100.208V

Maximum primary current: Ipmax=Pin/Vbusmin=86.667W/100.208V=0.865A

Primary CCM low peak current:  Ippk2=Ipmax/2*Dmax=0.865A/2*0.48=0.901A

Primary CCM high peak current: Ippk1=3Ippk2=3*0.901=2.703A

Primary induction:   Lp=Vbusmin*Dmax/(Fs*(Ippk1-Ippk2))=267uH

Choose Core:    AP=[(Lp*Ipmax^2*10^4)/(450*Bmax*Ko)]^1.143=457mm^4

計算到這邊,就是要開始選core了,根據(jù)AP來選的話,EFD15的AP為470mm^4

然而看了一份core的datasheet發(fā)現(xiàn)EFD15做不了60W的功率,那么應(yīng)該如何選擇這個core呢?

 

 

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2011-06-14 09:13

我有幾個看法與你的計算過程不一致,請參考:

1,你的效率似乎沒有把二極管的損耗考慮進去,所以后來又把二極管的壓降計算進去了?我們通常所說的效率是用最終輸出功率除以最初輸入的功率。當然,這個問題不會對設(shè)計造成大的影響。

2,最大占空比和反射電壓,只能人為的指定一個。因為最大占空比,輸入電壓、反射電壓,這三個參數(shù),只要確定了其中的兩個,那么第三個也就確定了。

3,最最關(guān)鍵的地方來了,看看我原來的帖子,按照相關(guān)參數(shù)的單位,最終計算出來的AP值應(yīng)該是cm4單位。如果要換算成mm4那么要乘以10000,而不是1000。也就是說,按照你這里的參數(shù)帶入,似乎應(yīng)該是0.62cm4或6200mm4才對呀。

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sxjnice
LV.8
3
2011-06-14 18:37
@讓你記得我的好
我有幾個看法與你的計算過程不一致,請參考:1,你的效率似乎沒有把二極管的損耗考慮進去,所以后來又把二極管的壓降計算進去了?我們通常所說的效率是用最終輸出功率除以最初輸入的功率。當然,這個問題不會對設(shè)計造成大的影響。2,最大占空比和反射電壓,只能人為的指定一個。因為最大占空比,輸入電壓、反射電壓,這三個參數(shù),只要確定了其中的兩個,那么第三個也就確定了。3,最最關(guān)鍵的地方來了,看看我原來的帖子,按照相關(guān)參數(shù)的單位,最終計算出來的AP值應(yīng)該是cm4單位。如果要換算成mm4那么要乘以10000,而不是1000。也就是說,按照你這里的參數(shù)帶入,似乎應(yīng)該是0.62cm4或6200mm4才對呀。

非常感謝老師的知道,我還是有如下問題不是太清楚

1)關(guān)于效率,我在計算輸入功率時有將二極管損耗考慮進來,不過您說的也對,效率本來就是指輸出的功率比輸入 的功率,而這個輸出的功率是不計算二極管損耗的,但是我覺得這個效率的計算不是太好把握,從公式上來看,應(yīng)該是算變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,而變壓器的效率又不知道,對于這個,是不是說我們在計算輸入功率時,只要用輸出功率(不包括二極管損耗)除以整機的效率(即使這樣,我覺得還是不夠精確,因為除下來應(yīng)該是AC輸入的功率,而不是DC BUS上的功率,這個忽略了整流橋前得損耗)

2)關(guān)于Dmax,Vmin,Vor三個參數(shù),這三個參數(shù)中,Umin是已知的,而Dmax和Vor存在如下關(guān)系:Dmax=Vor/(Vor+Vmin),只要確定一個就可以確定另一個,問題也來了,就是我們在計算DC Bus上的最低電壓時,往往會這樣計算:Vmin=Vacmin*1.414-20V,那么我們這個Vor公式中的Vmin是按照減20V后的計算嗎?還是不需要減20V的呢?

3)關(guān)于AP,我的換算是對的,但是沒有寫出過程,呵呵……這個壞習慣一定得改掉了,經(jīng)過比較,我發(fā)現(xiàn)我計算的問題在哪里了,就是公式中的Ipmax,這個值按照推算應(yīng)該取得是最大的峰值,也就是以上計算過程中的Ippk1,而不是Ipmax(Ipmax=Pin/Vmin),是這樣的嗎?這個是不是有什么學問在里面的,不是太理解這個公式,呵呵……

4)就是第二點提到的關(guān)于DC Bus最低電壓的計算,為什么要用Vacmin*1.414-20V呢,這個是怎么來的呢?當然我知道,我們的Bus電容容量是有限的,也不會放的很大,是的BUS電壓抬的很高,但是我還是想確定這個20V的依據(jù),可不可以是10V或者30V呢?這個20V的電壓越高,那么電容的容量就可以越小,不過這樣紋波電壓也就越大了啊,那么我們選擇20V是比較折中嗎?

以上還期待老師的指教,不甚感激。

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2011-06-15 10:11
@sxjnice
非常感謝老師的知道,我還是有如下問題不是太清楚1)關(guān)于效率,我在計算輸入功率時有將二極管損耗考慮進來,不過您說的也對,效率本來就是指輸出的功率比輸入的功率,而這個輸出的功率是不計算二極管損耗的,但是我覺得這個效率的計算不是太好把握,從公式上來看,應(yīng)該是算變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,而變壓器的效率又不知道,對于這個,是不是說我們在計算輸入功率時,只要用輸出功率(不包括二極管損耗)除以整機的效率(即使這樣,我覺得還是不夠精確,因為除下來應(yīng)該是AC輸入的功率,而不是DCBUS上的功率,這個忽略了整流橋前得損耗)2)關(guān)于Dmax,Vmin,Vor三個參數(shù),這三個參數(shù)中,Umin是已知的,而Dmax和Vor存在如下關(guān)系:Dmax=Vor/(Vor+Vmin),只要確定一個就可以確定另一個,問題也來了,就是我們在計算DCBus上的最低電壓時,往往會這樣計算:Vmin=Vacmin*1.414-20V,那么我們這個Vor公式中的Vmin是按照減20V后的計算嗎?還是不需要減20V的呢?3)關(guān)于AP,我的換算是對的,但是沒有寫出過程,呵呵……這個壞習慣一定得改掉了,經(jīng)過比較,我發(fā)現(xiàn)我計算的問題在哪里了,就是公式中的Ipmax,這個值按照推算應(yīng)該取得是最大的峰值,也就是以上計算過程中的Ippk1,而不是Ipmax(Ipmax=Pin/Vmin),是這樣的嗎?這個是不是有什么學問在里面的,不是太理解這個公式,呵呵……4)就是第二點提到的關(guān)于DCBus最低電壓的計算,為什么要用Vacmin*1.414-20V呢,這個是怎么來的呢?當然我知道,我們的Bus電容容量是有限的,也不會放的很大,是的BUS電壓抬的很高,但是我還是想確定這個20V的依據(jù),可不可以是10V或者30V呢?這個20V的電壓越高,那么電容的容量就可以越小,不過這樣紋波電壓也就越大了啊,那么我們選擇20V是比較折中嗎?以上還期待老師的指教,不甚感激。

1,效率是估算的,很多時候是憑經(jīng)驗。所以不用太精確。

2,Vmin的參數(shù)全部按照實際使用中可能出現(xiàn)的最低電壓來設(shè)計。就是我們通常所用的Vacmin×1.414-20V。

3,AP法公式中用的Ip,是變壓器中可能出現(xiàn)的最大工作電流峰值。CCM時就是梯形的電流波形的后沿高度。我認為你的AP法的換算還是有點問題。。。。。。因為答案差了一個數(shù)量級。

4,憑經(jīng)驗來的。通常我們會考慮電容上的紋波電壓大小。紋波太大,電容壽命短,輸入電壓波動太大,也會影響電源的穩(wěn)定性。如果紋波要小,那么電容體積又會大。這是個折中的選擇。

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zvszcs
LV.12
5
2011-06-15 10:56
@讓你記得我的好
1,效率是估算的,很多時候是憑經(jīng)驗。所以不用太精確。2,Vmin的參數(shù)全部按照實際使用中可能出現(xiàn)的最低電壓來設(shè)計。就是我們通常所用的Vacmin×1.414-20V。3,AP法公式中用的Ip,是變壓器中可能出現(xiàn)的最大工作電流峰值。CCM時就是梯形的電流波形的后沿高度。我認為你的AP法的換算還是有點問題。。。。。。因為答案差了一個數(shù)量級。4,憑經(jīng)驗來的。通常我們會考慮電容上的紋波電壓大小。紋波太大,電容壽命短,輸入電壓波動太大,也會影響電源的穩(wěn)定性。如果紋波要小,那么電容體積又會大。這是個折中的選擇。
 分析的好
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LV.1
6
2011-06-15 13:04
@zvszcs
 分析的好
好版辛苦了。。
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