UC3842

设计参数

输入电压$V_{in}$	最小值560Vdc，最大值840Vdc
输出	$V_{out}$=24V ，$I_{out}$=5A , P=120W
工作频率	$fs$=100kHZ
效率	80%

设计过程

变压器的设计就是要找到Ap数值(选择磁芯)，匝数比（电压比例），电感量（反激特色）

步骤1：计算匝数比

设匝数比为n，开关电源工作时最大导通占空比为0.5（最大是50%，留一定余量），开关周期为T，频率100kHZ；

$$T=\frac{1}{fs}=1 \times 10^{-5} s \\ T_{onMax}=0.5 \times T=5 \times10^{-6} s$$

根据伏秒平衡原则：

$$n= \frac{D_{max} \times V_{inMin}}{(1-D_{max})\times V_{out} }=23.3$$

步骤2：最大占空比

反激电路中最大占空比为0.5，

步骤3：输入平均电流$I_{avg}$

满载情况下的输入平均电流$I_{avg}$：

$$I_{avg}=\frac{P_{in}}{V_{inMin}}=0.214A$$

步骤4：峰值电流

输入宽电压范围的情况下，反激电源通常设定在输入低压时，根据能量守恒定理：

$$\frac{1}{2}I_{p}V_{inMin}\times \frac{D_{max}}{1}=\frac{P}{\mu}\\ I_{p}=1.07A \\设为1.1A$$

步骤5：计算变压器初级励磁电感

由电感公式得：

$$V=L_{p}\frac{di}{dt}\\ L_{p}=\frac{V_{inMin}\times T_{max}}{I_{p}}=2.5mh$$

步骤6：磁芯设计

窗口填充系数	$K_{o}$=0.4
磁芯填充系数	$K_{c}$=1
磁通量$B_{w}$	0.2T
电流密度$K_{J}$	400

磁芯窗口面积X磁芯截面积=(原边电感量X原边峰值电流平方X104/磁芯工作磁感应强度X窗口有效使用系数X电流密度系数 )。

$$AP=A_{w}A_{e}=(\frac{L_{p}I_{p}^{2}10^{4}}{B_{w}K_{0}K_{J}})^{1.14}=0.9453 cm^{4} \\ \\ Aw为磁芯窗口面积，单位为cm2\\ Ae为磁芯截面积，单位为cm2\\ Lp为原边电感量，单位为H\\ Ip2为原边峰值电流，单位为A\\ Bw为磁芯工作磁感应强度，单位为T\\ K0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2 - 0.4\\ Kj为电流密度系数，一般取395A/cm2\\$$

步骤7：确定磁芯

根据这个Ap值，留个2倍的冗余，根据磁芯规格手册，就选择PQ3220磁芯的磁芯。此时查询磁芯手册，得到该骨架的窗口Aw=80.80和磁芯截面积Ae=170。

相关参考链接1：豆丁网：磁芯规格对照表

参考链接2：淘宝商家截图

步骤8：原边匝数

为了防止变压器电磁饱和，选取平均最大磁通密度$B_{max}$为0.2T，计算出变压器初级匝数Np为：

$$N_{P}=\frac{V_{inMin}D_{max}}{A_{e}B_{max}f_{s}}=88\\$$

步骤7：副边匝数

通过Nps，得到副边参数为：

$$NS=88/22.3=4$$

步骤8：辅助边匝数

UC3842辅助供电为12V-28V：输出为24V的4匝，则设辅助绕组为3匝。