%% Skript zu Auslegung eines Trsanformators für einen SMPS 

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p = 1.724e-6;       %Spez. Widerstand der Litze [Ohm cm]
D_max = 0.75;       %Maximaler Duty Cycle
V_in_min = 350;     %Minimale Eingangsspannung [V]
V_in_nom = 511;     %Nominelle Eingangsspannung [V]
V_FET = 0.3;        %Spannungsabfall an FETs
V_D = 0.7;          %Durchlassspannung Diode [V]
V_out = 24;         %Ausgangsspannung
P_out = 1e3;        %Maximale <Ausgangsleistung
P_loss = 0.01 * P_out;  %Akzeptable Verlustleistung [W]
I_out = P_out/V_out;    %Ausgangsstrom [A]
n = ((V_in_min-2*V_FET)*D_max)/(V_out+V_D); %Windungszahlverhältnis
D_nom = n * (V_out+V_D)/(V_in_nom-2*V_FET); %Nominaler Duty cycle
fs = 100e3;         %Schaltfrequenz [Hz]

lam1 = V_in_nom *D_nom/fs;          % Vs pro Schaltperiode
I_1_rms = I_out/n * sqrt(D_nom);    
I_2_rms = 0.5 * I_out * sqrt(1+D_nom);
I_tot = I_1_rms + 2*I_2_rms / n;
K_fe = 15.76;                  %Core loss factor (Curve Fitting) [W/Tcm^3]
Ku = 0.3;       %Füllfaktor der Wicklung
beta = 2.39;     %Wert aus Curve Fitting

Kg_fe = (p*lam1*lam1*I_tot*I_tot*power(K_fe, 2/beta)) / (4*Ku*power(P_loss, (beta+2)/beta)) * 1e8;

%Angenommen EE40 Kern PC47 --> EE40 könnte Probleme mit Sättigung
%verursachen
Ac = 2.4;   %[cm^2]
Wa = 2.29;    %[cm^2]
MLT = 7.7;   %[cm]
lm = 9.86;   %[cm]
A_l = 5340;
%Peak AC Flux density [T]
dB = power((1e8*p*lam1*lam1*I_tot*I_tot/(2*Ku)) * (MLT/(Wa*lm*Ac*Ac*Ac) * 1/(beta*K_fe)),1/(beta+2));

%Primary turns
n1 = lam1 /(2*dB*Ac)*1e4;
n2 = n1/n;


%Runden
n1_r = round(n1);
n2_r = round(n2);
n_r = n1_r / n2_r;


%Area for windings alpha*Wa ergibt die verfügbare Fläche der Windung
alpha1 = I_1_rms/I_tot;
alpha2 = I_2_rms/(n_r*I_tot);

%Wire sizes
Aw1 = alpha1*Ku*Wa/n1_r; %[cm^2] Beispiel AWG 23
Aw2 = alpha2*Ku*Wa/n2_r; %[cm^2] Beispiel AWG 14

%DC Resistance
R1 = p * n1_r*MLT/Aw1;
R2 = p* n2*MLT/Aw2;

%Verluste berechnen
B_new = lam1/(2*n1_r*Ac) *1e4;
P_fe = K_fe * power(B_new,beta) * Ac * lm;  %Core losses
P_cu = (p*lam1*lam1*I_tot*I_tot)/(4*Ku) * MLT/(Wa*Ac*Ac) * 1/(B_new*B_new) * 1e8;
P_tot = P_fe + P_cu;

%Magnetizing Inductance berechnen

Lm = A_l * n1_r * n1_r *1e-9;   

I_1_rms / (Aw1*100)
I_2_rms / (Aw2*100)