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正激变换器计算器
Omni Calculator的正激变换器计算器帮助您找到正激变换器电路的输出电压和纹波电流。正激变换器是一种DC/DC变换器,使用变压器来升高或降低输出电压。与反激变换器一样,正激变换器由两个电气隔离的电子电路组成。
如果变换器中添加了变压器,为输入和输出电路之间提供电气隔离,则称该电路为电气隔离。这种设计在两个电路之间没有直接电流流动的情况下,在变换器的两侧之间传递能量。正激变换器变压器具有无气隙磁芯,在开关导通期间直接将能量从输入电路传递到输出电路。
正激变换器设计与电路
在下图中,我们可以看到正激变换器的标准示例,其中包含以下组件:
- Q1 — 开关晶体管,通常是MOSFET
- Cin和Cout — 分别为输入和输出电路上的电容器
- Np和Ns — 变压器的初级和次级绕组
- D1、D2和D3 — 用于适当电流流动的二极管
- L1 — 控制输出电流并减少输出电压纹波的电感器
- Nd — 复位绕组,确保变压器磁芯在开关关断期间复位
- Vin和Vout — 输入和输出电压
- Iripple — 输出电感器L1的纹波电流
此外,在我们的正激变换器计算器中,我们将考虑Nd和Np之间的1:1关系。这通常用于简化正激变换器设计并提高效率。
正激变换器计算公式
现在我们了解了正激变换器设计,可以研究其背后的方程式。我们可以计算的关键参数是输出电压和纹波电流。
输出电压计算公式:
其中:Vin — 输入电压;Vout — 输出电压;D — 占空比;Np — 初级绕组;Ns — 次级绕组;N — 绕组比。
纹波电流计算公式:
其中:L — L1的电感值;fs — 开关频率。
正激变换器计算器示例
在这个示例中,我们将展示使用我们的计算器是多么简单和直观。让我们考虑正激变换器的以下参数集:
输入参数:
• Vin = 15 V
• D = 30%
• Np = 20
• Ns = 40
• fs = 150 kHz
• L = 180 μH
通过将这些参数代入我们的工具,我们可以确定输出电压和纹波电流的相应值:
计算结果:
• Vout = 9 V
• Iripple = 233.33 mA
您应该始终记住,我们的计算器可以正向和反向工作。因此,您可以使用输出电压和纹波电流来确定其他参数,如占空比或输入电压。
反激变换器与正激变换器对比
反激变换器和正激变换器都是DC/DC变换器的变体。它们有一些相似之处,如可以升高或降低输出电压的可能性以及它们都是电气隔离的事实。然而,它们的主要区别在于能量传递过程、变压器的尺寸和工作频率。
能量传递方式: 反激变换器在开关"导通"期间将能量存储在变压器的磁芯中,并在"关断"期间释放能量。正如我们所看到的,正激变换器在开关"导通"期间直接将能量从输入电路传递到输出电路。
变压器特性: 正激变换器变压器更大,工作功率比反激变换器更高。此外,反激变换器在较低到中等开关频率下效率较高,而正激变换器在较高频率下工作更好。
正激变换器的应用与优势
正激变换器可以应用于不同领域,特别是在需要电气隔离的地方。在这些各种领域中,我们可以突出显示在电信设备、机器人技术、传感器、电池充电器、计算机服务器和电源、电子控制单元以及汽车传感器中的应用。
单开关变换器的优势: 单开关变换器(如正激或反激变换器)是仅使用一个晶体管作为开关(通常是MOSFET)的电子电路。这种设计提供以下优势:
- 设计简单
- 成本低
- 尺寸紧凑
- 在低到中等功率应用中效率高
- 隔离能力
作为DC/DC变换器,正激变换器可以作为升压变换器工作,提高电子电路的输出电压。但是,正激变换器也可以降低输出电压。Vout的最终值取决于占空比(D)和绕组比(N)之间的关系。基本上,对于D > N,我们有Vout > Vin,对于D < N,我们发现Vout < Vin。
常见问题
正激变换器的应用有哪些?
正激变换器可以应用于不同领域,特别是在需要电气隔离的地方。在这些各种领域中,我们可以突出显示在电信设备、机器人技术、传感器、电池充电器、计算机服务器和电源、电子控制单元以及汽车传感器中的应用。
正激变换器能升压吗?
是的,作为DC/DC变换器,正激变换器可以作为升压变换器工作,提高电子电路的输出电压。但是,正激变换器也可以降低输出电压。Vout的最终值取决于占空比(D)和绕组比(N)之间的关系。基本上,对于D > N,我们有Vout > Vin,对于D < N,我们发现Vout < Vin。
单开关变换器的优势是什么?
单开关变换器(如正激或反激变换器)是仅使用一个晶体管作为开关(通常是MOSFET)的电子电路。这种设计提供以下优势:设计简单、成本低、尺寸紧凑、在低到中等功率应用中效率高以及隔离能力。
如何计算正激变换器的绕组比?
您可以通过以下步骤计算正激变换器的绕组比:
- 取占空比:D
- 取输入和输出电压:Vout和Vin
- 使用公式求绕组比N:N = Vin/Vout × D
- 您也可以使用初级和次级绕组计算绕组比:N = Np/Ns
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
---|---|---|---|---|
outputVoltageUnit | string | V | 否 | 期望的输出电压单位 |
rippleCurrentUnit | string | mA | 否 | 期望的纹波电流单位 |
inductance | number | 180.0 | 否 | 输出滤波电感的电感值 |
inductanceUnit | string | μH | 否 | 电感值的单位 |
switchingFrequencyUnit | string | kHz | 否 | 开关频率的单位 |
inputVoltageUnit | string | V | 否 | 输入电压的单位 |
inputVoltage | number | 15.0 | 否 | 正激变换器的输入电压值 |
primaryWinding | integer | 20 | 否 | 变压器初级绕组的匝数 |
dutyCycle | number | 0.3 | 否 | 开关管的占空比,范围0-1之间的小数 |
secondaryWinding | integer | 40 | 否 | 变压器次级绕组的匝数 |
switchingFrequency | number | 150000.0 | 否 | 开关管的工作频率 |
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
---|---|---|---|
outputVoltageUnit | string | 输出电压的单位 | |
rippleCurrentUnit | string | 纹波电流的单位 | |
outputVoltage | number | 正激变换器的输出电压值 | |
rippleCurrent | number | 输出电感的纹波电流值 | |
windingsRatio | number | 变压器初级与次级绕组的匝数比(Np/Ns) |
错误码 | 错误信息 | 描述 |
---|---|---|
FP00000 | 成功 | |
FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例