5V,2A 反激式电源变压器设计(EFD20)过程整理_20110310
反激式变压器的设计
反激式变压器的设计(共7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--反激式变压器的设计反激式变压器的工作与正激式变压器不同。
正激式变压器两边的绕组是同时流过电流的，而反激式变压器先是通过一次绕组把能量存储在磁心材料中，一次侧关断后再把能量传到二次回路。
因此，典型的变压器阻抗折算和一次、二次绕组匝数比关系不能在这里直接使用。
这里的主要物理量是电压、时间、能量。
在进行设计时，在黑箱估计阶段，应先估计出电流的峰值。
磁心尺寸和磁心材料也要选好。
这时，为了变压器能可靠工作，就需要有气隙。
刚开始，在开关管导通时把一次绕组看作是一个电感器件，并满足式(24)。
(24)把 Lpri移到左边，用Ton=Dmax/f 代到上式中，用已知的电源工作参数，通过式(25)就可以算出一次最大电感——最大占空比(通常为50％或。
(25)这个电感值是在输入最小工作电压时，电源输出仍能达到额定输出电压所允许选择的最大电感值。
在开关管导通的每个周期中，存储在磁心的能量为：(26)要验证变压器最大连续输出的功率能否满足负载所需的最大功率，可以使用下式：(27)所有磁心工作在单象限的场合，都要加气隙。
气隙的长度(cm)可以用下式近似(CGS制(美国))：（28a）式中Ac——有效磁心面积，单位为；Bmax——最大磁通密度，单位为G(Wb／cm )。
在MKS系统(欧洲)中气隙的长度(m)为(28b)式中Ac——有效磁心面积，单位为；Bmax——最大磁通密度，单位为T(Wb／m )。
这只是估算的气隙长度，设计者应该选择具有最接近气隙长度的标准磁心型号。
磁心制造厂商为气隙长度提供了一个A L的参数。
这参数是电感磁心绕上1000匝后的数据(美国)。
根据设计好的电感值，绕线的匝数可以用式(29)计算确定。
(29)式中 Lpri——一次电感量，单位为mH。
如果有些特殊的带有气隙的磁心材料没有提供A L。
反激电源变压器设计篇之详细设计步骤
反激电源变压器设计篇之详细设计步骤在上一篇文章中我们讲述了反激电源变压器设计的理论基础，文章链接如下，反激电源变压器设计篇之基础原理本文将详细讲述反激电源变压器在固定频率下连续电流模式的设计过程，这是一个反复迭代至最终满意的过程。
变压器设计过程中，我们主要考察其磁芯是否饱和，磁芯损耗是否可以接受，绕线电流是否符合要求等等。
1. 确定MOSFET的漏源极电压Vds首先确认开关管MOSFET的漏源极电压Vds，有些小功率的电源芯片可能已经将MOSFET集成在内部，一般而言600V左右的MOSFET是最常见的，价格也适中。
国产的昂宝或者芯朋微等电源厂商现在也有能做到高达800V的芯片，可根据实际情况确定。
本文以600V为例进行设计说明。
2. 确定变压器匝数比我们知道反激电源在开关管断开时会产生很大的电压尖峰，如图1所示，这是因为变压器存在漏感。
因此，在实际的电路设计中都会使用RCD钳位电路，示意如图2所示，Llk表示变压器的漏感。
图1图2考虑到器件的降额，Vds电压可以选取80%~90%，尖峰电压我们可以根据经验大概设定在50~80V之间，然后结合最大输入电压，带入上式即可得到变压器的匝数比。
3. 确定占空比反激电源是从升降压拓扑演变而来，最低输入电压是电源工作的最恶劣工况。
根据变压器初级侧电感的伏秒平衡原则，可得下式，这是效率为100%时的理论占空比，我们可以进一步计算得到相对更加精确的占空比。
由于我们知道电源的输出功率Po和输出电压Vo，因此，可以得到输出的负载电流Io，4. 确定电流波形在设计时，我们可以设定连续电流模式的电流纹波率r为0.5，作为迭代的初始条件。
因此，可得初级侧电流纹波，然后，初级侧电流乘以匝数比，就能得到次级侧的电流值。
5. 确定原边侧电感值6. 确定磁芯磁芯很多时候都是根据经验来进行选择，网络或者相关书籍也有一些评估公式可供参考，根据上式得到初步的磁芯体积后，就可以根据磁芯规格参数表来初步选择磁芯了。
反激式变压器设计原理
反激式变压器设计原理
首先，反激式变压器的设计涉及开关电流的控制。
由于开关电流是通过高频开关元件（例如MOSFET）流过的电流，因此开关元件需要能够承受并控制高频开关过程中产生的大电流。
设计师需要确保开关电流在合适的范围内，既不能过小导致电源效率低下，也不能过大影响元件寿命。
其次，反激式变压器通过高频开关实现转换器的工作，常见的工作模式包括连续导通模式（CCM）和间断导通模式（DCM）。
在CCM中，开关元件在整个开关周期内持续导通，保持较小的变压器交流磁通波形，更适合低功率需求。
而在DCM中，开关元件只在一部分开关周期内导通，变压器交流磁通波形变化大，适用于大功率需求。
变压器是反激式变压器的核心部件，负责变换电压。
在设计反激式变压器时，需要确定合适的变压器参数，如匝数比、磁芯材料、磁芯横截面积等。
变压器的匝数比决定了输出电压和输入电压的比例关系，磁芯材料的选择和截面积的确定直接影响变压器的能量传输效率和功率损耗。
最后，反激式变压器还需要控制电路来确保其稳定工作。
控制电路主要包括反馈回路和开关控制电路。
反馈回路可以监测输出电压并将其与设定值进行比较，根据比较结果控制开关元件的导通和断开，以调整输出电压。
开关控制电路则根据设计要求来确定开关元件的工作频率和占空比，以满足输出电压的稳定要求。
总之，反激式变压器设计原理涉及到开关电流控制、转换器工作模式选择、磁元件参数确定和控制电路设计等多个方面。
设计师需要根据具体的应用需求，合理设计这些参数，以实现高效、稳定的电源转换。
反激变压器设计过程
反激变压器设计过程电源参数根据功率、输入输出的情况，我们选择反激电源拓扑。
反激式变压器的优点有:1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求。
2. 转换效率高,损失小。
3. 变压器匝数比值较小。
4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出。
设计步骤：1、决定电源参数。
2、计算电路参数。
3、选择磁芯材料。
4、选择磁芯的形状和尺寸。
5、计算变压器匝数、有效气隙电感系数及气隙长度。
6、选择绕组线圈线径。
7、计算变压器损耗和温升。
原理图步骤一、确定电源参数：（有些参数为指标给定，有些参数从资料查得）注：电流比例因数：纹波比例，在重载和低收入情况下的纹波电流和实际电流的比例。
步骤二、计算电路参数：最低直流输入电压：Z为损耗分配因数，如果Z=1.0表示所有损耗都在副边，如果Z=0表示所有的损耗都在原边，在这里取Z=0.5表示原副边都存在损耗。
步骤三、选择磁芯材料：铁氧体材料具有电阻率高，高频损耗小的特点，且有多种材料和磁芯规格满足各要求，加之价格较其它材料低廉，是目前在开关电源中应用最为广泛的材料。
同时也有饱和磁感应比较低，材质脆，不耐冲击，温度性能差的缺点。
采用的是用于开关电源变压器及传输高功率器件的MnZn功率铁氧体材料PC40,其初始磁导率为2300±25％，饱和磁通密度为510mT（25℃时）/390mT（100℃时）,居里温度为215℃。
选择磁芯材料为铁氧体，PC40。
步骤四、选择磁芯的形状和尺寸：高频功率电子电路中离不开磁性材料。
磁性材料主要用于电路中的 变压器、扼流圈(包括谐振电感器)中。
变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的。
磁性材料(Magnetic materials)有个磁饱和问题。
如果磁路饱和，会导致变压器电量传递畸变，使得电感器电感量减小等。
对于电源来说，有效电感量的减小，电源输出纹波将增加， 并且通过开关管的峰值电流将增加。
反激式变压器的设计
反激式变压器的设计反激式变压器（Flyback Transformer）是一种常见的开关电源变压器，具有简单的结构、低成本和高效率等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
在进行反激式变压器的设计时，需要确定变压器的参数，包括输入输出电压、功率容量、工作频率等。
本文将详细介绍反激式变压器设计的步骤和注意事项。
设计步骤如下：1.确定输入输出电压：根据电子设备的要求和规格，确定变压器的输入和输出电压。
输入电压一般为交流电压，输出电压可以是直流电压或交流电压。
2.确定功率容量：根据电子设备的功率需求，确定变压器的功率容量。
功率容量是指变压器能够输出的最大功率，它与变压器的尺寸和导线截面积有关。
3.确定工作频率：反激式变压器通常工作在几十千赫兹到数百千赫兹的频率范围内。
选择合适的工作频率可以提高变压器的效率和稳定性。
4.计算变比：根据输入输出电压的比例关系，计算变压器的变比。
变比是指变压器的一次匝数与二次匝数之间的比例关系，它决定了输入输出电压的变换比例。
5.选择磁芯材料：磁芯是变压器的重要组成部分，它决定了变压器的性能和效率。
选择合适的磁芯材料可以提高变压器的磁耦合效果和磁导率。
6.计算匝数：根据输入输出电压的变比和磁芯的尺寸，计算一次匝数和二次匝数。
匝数决定了变压器的输入输出电压和电流。
7.计算绕线参数：根据匝数和导线截面积，计算变压器的绕线电阻和电感。
绕线电阻决定了变压器的功率损耗和温升，电感决定了变压器的高频特性和耦合效果。
8.确定绝缘等级：根据输入输出电压的大小和工作环境的要求，确定变压器的绝缘等级。
绝缘等级决定了变压器的安全性和可靠性。
9.进行结构设计：根据变压器的参数和要求，进行变压器的结构设计。
包括磁芯的形状、绕线的布局和绝缘的设计等。
10.进行实验验证：根据设计的参数和要求，制作样品变压器进行实验验证。
通过实验数据的分析和比较，优化设计参数和结构，最终得到满足要求的变压器。
设计反激式变压器时需要注意以下几点：1.磁芯损耗：磁芯材料有磁滞损耗和涡流损耗，在高频工作下会产生较大的损耗。
反激变压器设计详解
注意事项
• 选择合适的磁芯材料和绕组结构 • 遵循设计规范和行业标准
CREATE TOGETHER
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反激变压器的分类与特点
反激变压器的分类
• 单端反激变压器：输入输出共用一个绕组 • 双端反激变压器：输入输出各有独立的绕组
反激变压器的特点
• 结构简单，易于集成 • 效率高，损耗较低 • 输出电压稳定，易于调节
反激变压器的主要应用场景
开关电源
• 直流电源转换为稳定直流 • 适用于电子设备、通信设备等
绕组损耗计算
• 根据绕组电阻、绕组电感和工作频率计算绕组损耗 • 考虑绕组绝缘材料和温度影响
反激变压器的效率计算与优化
效率计算
• 根据输入功率、输出功率和损耗计算效率 • 考虑效率计算精度和温度影响
优化方法
• 优化磁芯材料和绕组结构降低损耗 • 提高开关频率和输出电压提高效率
影响反激变压器效率的因素与改进措施
输出电压调整
• 通过改变开关频率或调整输出整流器实现输出电压调整 • 考虑输出电压稳定性和调节精度
输出电流调整
• 通过改变输出滤波器或调整负载实现输出电流调整 • 考虑输出电流稳定性和调节精度
03
反激变压器的损耗与效率计算
磁芯损耗与绕组损耗的计算方法
磁芯损耗计算
• 根据磁通密度、磁芯材料和工作频率计算磁芯损耗 • 考虑磁芯损耗系数和温度影响
• 根据输入电压、输出电压和开关频率计算磁通密度 • 考虑磁芯体积和磁通密度利用率
绕组的结构与匝数设计
绕组结构
• 选择合适的绕组形式，如单层绕组、双层绕组等 • 考虑绕组间距、绕组绝缘和绕组屏蔽
反激式高频变压器设计
开关电源的反激式变压器设计1〕反激式变压器设计介绍反激式电源变换器设计的关键因素之一是变压器的设计。
在此我们所说的变压器不是真正意义上的变压器，而更多的是一个能量存储装置。
在变压器初级导通期间能量存储在磁芯的气隙中，关断期间存储的能量被传送给输出。
初次级的电流不是同时流动的。
因此它更多的被认为是一个带有次级绕组的电感。
反激电路的主要优势是成本，简单和容易得到多路输出。
反激式拓扑对于100W 以内的系统是实用和廉价的。
大于100W的系统由于着重降低装置的电压和电流，其它诸如正激变换器方式就变得更有成效。
反激式变压器设计是一个反复的过程，因为与它的变量个数有关，但是它不是很困难，稍有经验就可快速和容易的处理。
在变压器设计之前的重点是定义电源参数，诸如输入电压，输出功率，最小工作频率，最大占空比等。
根据这些我们就可以计算出变压器参数，选择合适的磁芯。
如果计算参数没有落在设计范围内，重复计算是必要的。
利用网站上的EXCEL电子表格可以容易的处理这些步骤。
属于ISMPS IC的IR40xx系列最初设计应用于准谐振方式，这意味变压器工作于不连续模式（磁场不连续，当变压器中的能量传递到次边后磁场反回到零）。
在PRC模式中的变压器通常也工作于不连续状态，若工作于连续状态时工作频率设置的很低（约20KHZ时一般不实用，因为需要较大尺寸的磁芯）。
因此本应用手册仅包含不连续设计的实例。
2〕电源设计所需的标准在开始变压器设计之前，根据电源的规范必须定义一些参数如下：1〕最小工作频率－ｆmin2〕预计电源效率－η≈0.85~0.9(高压输出 )，0.75~0.85（低压输出）3〕最小直流总线电压－Vmin如110V时最小输入电压85Vac，可有10V抖动）4〕最大占空比－Dm（建议最大值为0.5）5）串联谐振电容值－Cres〔建议取值范围为100pf~1.5nf，见图1〕3〕变压器设计步骤首先计算总输出功率，它包括所有次级输出功率，辅助输出功率和输出二极管的压降。
反激变压器设计过程
反激变压器设计过程反激变压器设计是电力电子领域中重要的设计工作之一，其主要应用于电源供电系统中的低功率电子设备。
反激变压器通过将输入电能进行储能，然后经过开关管的开关转换，输出所需电能，以达到升、降压的目的，同时实现电能的传输和转换。
第一步：确定设计参数：在设计反激变压器之前，首先需要明确设计要求和参数。
包括输入电压、输出电压、输出功率、工作频率等。
这些参数决定了反激变压器的尺寸、绕组参数和开关器件的选择。
第二步：计算变压器参数：根据设计要求和参数，计算出所需的变压器参数。
包括输入输出电压比、绕组匝数、绕组电流、铁芯面积等。
这些参数可以通过经验公式和设计手册进行计算，也可以通过电磁场仿真软件进行计算。
第三步：选择合适的铁芯材料：根据计算得到的铁芯面积和设计要求，选择合适的铁芯材料。
铁芯材料的选择需要考虑材料的磁导率、饱和磁感应强度、损耗等参数。
常用的铁芯材料有软磁合金、铁氧体等。
第四步：设计绕组参数：根据计算得到的绕组匝数和绕组电流，设计绕组的结构和参数。
包括导线截面积、绕组层数、绕组间隔、绕组材料等。
绕组的设计需要考虑到绝缘和散热等问题，确保绕组的安全和性能。
第五步：选择合适的开关管：根据设计要求，选择合适的开关管。
开关管的选择需要考虑到工作电压和电流、开关速度、导通压降、损耗等参数。
常用的开关管有IGBT、MOSFET等。
第六步：设计反激变压器的控制电路：设计反激变压器的控制电路，包括开关管的驱动电路和保护电路。
开关管的驱动电路需要保证开关管能够正确地切换和控制，保护电路需要保证开关管和变压器的安全和稳定工作。
第七步：进行电磁兼容性设计：在设计反激变压器时，需要考虑电磁兼容性问题。
包括电磁辐射和电磁干扰等问题。
通过合理的布局、绕组屏蔽和滤波设计，可以降低电磁辐射和电磁干扰。
第八步：进行样机制作和测试：根据设计结果制作样机，并进行测试。
通过测试得到的结果，可以对设计进行修正和优化，以进一步提高反激变压器的性能和可靠性。
反激式开关电源变压器结构设计指南
反激式开关电源变压器结构设计指南反激式开关电源是一种高效率、小尺寸、轻重量的电源，广泛应用于各种电子设备中。
变压器是反激式开关电源中至关重要的部件之一，其结构设计直接影响电源的性能和可靠性。
本文将从变压器的结构设计角度，给出一些指南。
首先，变压器的结构设计中需要考虑的一个重要因素是电源的功率需求。
功率需求越高，变压器的体积和重量也会相应增加。
因此，在设计变压器时需要权衡功率需求与电源的尺寸和重量。
一种常见的方法是采用高频变压器，通过提高开关频率来减小变压器的体积和质量。
其次，变压器的结构设计需要考虑能量损耗和损耗产生的热量。
由于反激式开关电源中的开关器件会产生较大的损耗，因此在变压器的设计中需要考虑如何有效地散热。
一种常见的方法是采用散热片或者散热风扇来增强散热效果。
此外，还可以选择合适的材料来提高能量传递效率，降低损耗。
第三，变压器的结构设计还需要考虑电源的输出稳定性。
输出稳定性是电源的一个重要指标，尤其在一些对输出电压要求较高的应用中更为重要。
在变压器的设计中，可以采取一些措施来提高输出稳定性。
例如，可以采用负反馈调节电路来对输出电压进行控制，通过增大反馈电阻来提高稳定性。
最后，变压器的结构设计还需要考虑电源的可靠性和寿命。
这可以通过选择合适的材料、合适的绕组和合理的结构来实现。
例如，使用高质量的绝缘材料和合适的绝缘工艺可以提高变压器的绝缘性能，延长其使用寿命。
同时，合理的结构设计可以降低振动和噪音，减少部件的磨损和故障的发生。
综上所述，反激式开关电源变压器的结构设计需要考虑功率需求、能量损耗和散热、输出稳定性、可靠性和寿命等多个因素。
只有在充分考虑这些因素的基础上，才能设计出性能稳定、可靠耐用的电源变压器。
反激变压器原理与设计
反激变压器原理与设计
在工作原理上，反激变压器首先通过一个开关管（一般为MOSFET或IGBT）将输入电源与主电感连接。
当开关管导通时，输入电流经过主电感，这时主电感累积了电能。
当开关管关断时，主电感的电流突然减小，这导致主电感上出现一个
反向电压。
由于保持电压不变的原理，主电感上的反向电压将使得次电感
端口上的电压急剧升高。
接着，依靠这个急剧升高的电压，就可以将储存在次电感中的电能释
放出来，驱动负载电路。
通过控制开关管的导通与关断，可以调整反激变
压器的输出电压与电流。
在反激变压器的设计中，需要考虑以下几个方面：
1.输入输出电压与电流的选择：通过仔细设计反激变压器的电感与绕组，可以实现所需的输入输出电压与电流。
2.能量传输效率：提高反激变压器的能量传输效率可以减少能量损耗
与热量产生，同时也能够提升整个电子设备的性能。
3.开关管的选择：开关管的导通与关断速度对反激变压器的工作效果
有很大的影响。
因此，选择合适的开关管可以提高反激变压器的性能与可
靠性。
4.保护措施：由于反激变压器通常工作于高频交流输入信号下，因此
需要采取一系列保护措施，以确保其安全可靠地工作。
总结起来，反激变压器是一种通过储能与释能方式实现电能转换的特
殊变压器。
在设计反激变压器时，需要考虑输入输出电压与电流的选择、
能量传输效率、开关管的选择以及保护措施等因素。
这些设计原理与策略能够确保反激变压器在电子设备中正常高效地工作。
反激式开关电源变压器的设计方法
反激式开关电源变压器的设计方法反激式开关电源变压器的设计方法1引言在开关电源各类拓扑结构中，反激式开关电源以其小体积、低成本的优势，广泛应用在高电压、小功率的场合。
反激式开关电源设计的关键在于其变压器的设计。
由于反激变压器可以工作在断续电流（DCM ）和连续电流（CCM ）两种模式，因此增加了设计的复杂性。
本文考虑到了两种工作模式下的差异，详细介绍了反激变压器的设计方法和步骤。
2基本原理R1C 1T rN pN sV oV i图1 反激变换器原理图反激变压器实际上是一个耦合电感，首先要存储能量，然后再将磁能转化为电能传输出去[1]。
如图1所示，当开关管r T 导通时，输入电压i V 加在变压器初级线圈上。
由于初级与次级同名端相反，次级二极管1D 截止，能量储存在初级线圈中，初级电流线性上升，变压器作为电感运行。
当r T 关断时，励磁电感的电流使初级和次级绕组电压反向，1D 导通，储存在线圈中的能量传递给负载。
按照电感线圈中电流的特点，可分为断续电流模式（DCM ）和连续电流模式（CCM ）。
电流波形如图2所示。
初级次级初级次级I p2I p1I s2I s1I p2I p1I s2I s1DCMCCM图2 DCM 和CCM 电流波形DCM 为完全能量转换，在开关管开通时，初级电流从零开始逐渐增加，开关管关断期间，次级电流逐渐下降到零。
CCM 为不完全能量转换，开关管开通时，初级电流有前沿阶梯，开关管关断期间，次级电流为阶梯上叠加的衰减三角波。
3设计步骤（1）各项参数的确定反激式开关电源变压器的设计中涉及到很多参数，因此在计算之前必须要明确已知量和未知量。
已知参数一般由电源的设计要求和特点来确定，包括：直流输入电压iV （i mini i max V V V ≤≤），输出电压o V ，输出功率o P ，效率o iP =P η，工作频率1f=T 。
未知量即所要求的参数包括：磁芯型号，初级线圈匝数p N ，次级线圈匝数s N ，初级导线直径p d ，次级导线直径s d ，气隙长度g l 。
反激式开关电源变压器参数的计算
反激式开关电源变压器参数的计算反激式开关电源是一种高效率、轻便、可靠的电源设计，广泛应用于各种电子设备中。
其中关键的部分就是反激式开关电源变压器。
在设计变压器参数时，需要考虑以下几个方面：输入输出电压、功率、频率、变比、绕组材料和结构。
首先，需要确定输入输出电压。
输入电压通常是交流电压，常见的有220V和110V。
而输出电压则根据实际需要确定，常见的有5V、12V、24V 等。
其次，需要确定功率。
功率是电源的一个关键指标，通常以瓦（W）为单位。
功率大小直接影响到电源的输出能力，是设计变压器参数时必须要考虑的因素。
接下来，需要确定频率。
电源的频率通常是50Hz或者60Hz，取决于所处的地区和实际需求。
然后，需要确定变比。
变比是指输入绕组和输出绕组之间的绕组匝数比例。
根据输入输出电压的关系，可以计算出变比，即输入电压除以输出电压。
变压器的绕组材料也需要进行选择。
通常可以选择铜线或铝线作为绕组材料。
铜线的导电性好，但成本较高；而铝线相对便宜，但导电性稍差。
在实际设计中需要权衡考虑。
最后，还需要设计变压器的结构。
通常的变压器结构有环形、EI型和U型等。
环形结构适用于较小功率的变压器，具有较好的磁路特性和散热条件；EI型结构适用于中等功率的变压器，可实现多个变压器的并联输出；U型结构则适用于大功率的变压器，可实现高效能的输出。
在具体计算变压器参数时，需要根据输入输出电压、功率、频率、变比等参数，结合所选用的绕组材料和结构，进行计算和模拟。
一般来说，可以采用一系列公式进行计算，如变压比的计算、磁链的计算、铜损和铁损的计算等，以求得满足设计要求的变压器参数。
总之，反激式开关电源变压器的参数计算是一个复杂的工作，需要综合考虑各种因素和设计要求。
只有合理选择和计算变压器的参数，才能确保电源的正常工作和可靠性。
反激变压器设计过程
反激变压器设计过程1、初始值设定1.1开关频率fkHz对于要接受EMI规格适用的产品,不要设定在150kHz预计余量的话120kHz左右以上.一般设定在65kHz左右.1.2输入电压范围设定主要对瞬时最低输入电压／连续最低输入电压／最大输入电压的3类进行设定.1.3最大输出电流设定对于过电流保护最大输出电流／连接最大输出电流／峰值最大输出电流在规格书上有规定的情况下3种类,进行设定.另外,在这最大输出电流中需包括对于各自偏差的余量.Iomax1A连续最大输出电流I omax2A额定输出电流×余量 1.1～1.2.为设计的基准.但是,在有峰值最大电流的情况下,只将峰值最大电流作为设计基准使用.连接最大电流只用于算出绕线的电流容量.峰值最大输出电流I opeak A峰值最大电流×余量1.1～1.2.为设计的基准.1.4最大二次绕组输出端电压设定用以下公式算出：最大二次绕线端输出电压：VN2maxV＝接插件端输出电压＋线间损失0.1～0.5V＋整流元器件Vf0.4～0.6V※在有输出电压可变的情况下,根据客户要求规格书的内容不同,适用的范围而各不相同.客先要求规格书内容只保证输出电压※只在装置试验时电压可变的情况下.磁芯用最大输出电压来设计.绕线是用额定输出电压来设计.保证所有的性能※在实际使用条件下通常的电压可变的情况下.磁芯、绕线都用最大输出电压来设计.1.5一次电流倾斜率设定输入电压,瞬时最低动作电压、输出电流,在过电流保护最大输出电流／连接最大输出电流／峰值最大输出电流的任意一个最大输出电流的条件下,设定图1－１的一次电流波形的斜率.K的设定公式如下.作为目标,设定到0.5～0.6,兼顾到之后的其他特性,作最适当的变更.1.6最大占空比设定1.7最大磁通密度设定Bmax图1-2中表示了TDK 制的磁珠磁芯PC44的B-H 曲线图.磁芯的磁通密度BT,如图1-2所示,与磁场强度HA/m 成比例,增加.另外,当B 达到一定的值时,在那基础上,即使增加H,B 也不会增加.在此磁束饱和状态下,不仅仅达不到作为变压器的机能,还有开关FET 破损的危险性,因此磁芯绝对必须在此饱和磁通密度以下来使用.另外,从产品目录上引用数据时,需要在符合使用条件的温度下选择饱和磁通密度,因此请注意.※磁芯的饱和磁通密度是根据温度而变动.在TDK 制PC44的120℃下的饱和磁通密度,将降低到25℃时的值的68.6％.因此,如果在25℃的条件下设计的话,有可能发生使用时的故障.1.8绕线电流密度设定设计的要点：单一输入的情况下设定为0.45、普遍输入的情况下设定为0.65左右.・ 最大占空比的设定,对开关元器件、整流元器件施加耐压方面会造成影响,绕线电流密度对绕线的温度上升有一定影响,因此一定要考虑冷却条件、使用温度范围、变压器构造等,再进行适当的设定.2、变压器特性设计2.1计算一次绕组的电流峰值变压器总输出功率P 2W 是瞬时最大值.在输出电流规格书中有设定峰值条件的情况下,用I opeak ×V N2max .另外,多输出的情况下,将各电路的输出功率的总和作为变压器总输出功率.变压器效率一般为0.95.2.2计算一次/二次绕组的匝数比匝数比根据输出入电压和最大占空比来决定.2.3计算一次绕组的电感量3、变压器构造设计3.1计算一次绕组的电流有效值计算一次绕线电流有效值I N1TYPRMS .不用考虑瞬时最低动作输入电压、过电流、峰值最大电流.首先求出占空比α.接着用以上所求出的占空比α,求出一次绕线电流有效值.作为标准,从１．１．８项中设定的绕线电流密度I/SA/mm 2和一次绕线电流有效值I N1typrms A 中,计算出一次绕线截面积S N1mm 2.3.2计算二次绕组的电流有效值设计要点：・ 变压器的发热,是根据,根据磁芯损失的铁损和根据绕线损失的铜损来决※省略以下的详细计算,可以将直流输入电流的1．6倍作※可以省略以下的详细计算,将直流输出电流的1．4倍作在实使用条件的通常驻机构状态下,用在１．３．１项中算出的占空比α、一次绕线电流有效值IN1typrmsA,算出连续流出的最大的二次绕线电流有效值.替换为与各自的二次绕线和一次卷的绕线比,进行计算,另※多输出变压器的情况下,将N12中加上对于全功力的其电路输出功力的比率.外在所求得的IN2typrmsA 作为标准,从在1．１．８项中设定的绕线电流密度I/SA/mm2与二次绕线电流有效值IN2typrms 中,计算出二次绕线断面积Smm2.N2设计要点：・变压器的发热,是根据,根据磁芯损失的铁损和根据绕线损失的铜损来决定的.绕线电。
反激电源及变压器设计
【原创】跟我学系列之四，反激电源及变压器的设计[原][精]1帖让你记得我的好反激，反激才是王道！说实话，开这个话题，我犹豫了很久。
因为关于反激的话题论坛里讨论了很多很多，这个话题已经被讨论的非常透彻了。
关于反激电源的参数设计也有多篇文章总结。
还有热心的网友，根据计算过程，自己编写了软件或电子表格把计算做的傻瓜化。
但我也注意到，几乎每天都会出现关于反激设计过程出现问题而求助的帖子，所以，思量再三，我决定还是再一次提出这个话题！我不知道我是否能写出一些有新意的东西，但我会尽力去写好。
不期望能入高手的法眼，但愿能给入门者一些帮助。
纵观电源市场，没有哪一个拓扑能像反激电路那么普及，可见反激电源在电源设计中具有不可替代的地位。
说句不算夸张的话，把反激电源设计彻底搞透了，哪怕其他的拓扑一点不懂，在职场上找个月薪10K的工作也不是什么难事。
QBZ好，看了你的帖子，收获大大，但我在算一个变压器，IC是LNK626的，做5V1.2A。
用EE1312s的磁心。
输入为85~264 F＝100K，VF＝100V VC＝250 D＝0.5 算初级线用0.19MM的。
可是算其次级的时候要0.75MM的，这让我感觉有点晕晕的了，真要这么大的线………………？谢谢，希望BZ大大能看到，帮我解惑………………谢谢……A次级用直径0.75mm的差不多呀，你的输出电流有1.2A呢。
不过，你要计算一下趋肤深度，看单根线是否合适。
Q这个趋肤效应怎么算啊？A你可以按照趋肤深度=75/SQRT(f)毫米来估算。
A我是新手应该怎么入手呢？谢谢赐教Q看书、计算、思考、实践。
别无他法。
A老师好我想请教为什么蓄电池供电（dc-dc转换）中要加滤波电容呢？不是蓄电池供电没有杂波吗？不要可以吗？谢谢！Q加电容可以使工作过程中脉动电流的路径短一些。
特别是电源的线比较长的时候会有好处。
A老师！你好！我想问你一下，一般开关电源发热量太大是什么问题引起的？我做了一个12V5A的开关电源，老化过程中发热量好大，好烫，希望能得到老师的指点。
反激式电源变压器设计公式新解
反激式电源变压器设计公式新解反激式电源变压器设计公式新解固定周期电流控制型反激式开关电源中，控制电路能使电源能够稳定工作，而其中设计的关键是变压器。
设计开关电源变压器最主要的是考虑三大要素：一是完成电功率的传输；二是初级线圈电感量；三是次级与初级线圈的以Vor为基准的比例关系。
已有的开关电源变压器的计算大多很复杂，然而在搞清楚电感充放电基本原理的基础上，紧紧抓住电感充电放电的本质，应用到功率传输等方面，得到一个新的能量传输关系函数表达式，最后设计出一款比较合理的反激式电源变压器。
一、动态深度和设计深度的关系CCM模式与tor关系图：1．动态深度在电流连续模式下Krp的设置时，动态深度为，从CCM模式tor 示意图的几何关系可以得到，，式中tor为电感不受开关周期约束的最长放电时间，该式把电感放电时间与开关关闭时间和Krp联系在一起，由于Krp是随着输入电压的改变而变化的，所以Krp称动态深度。
2．设计深度设计深度：Kt=tor/T，即电感不受开关周期约束的最长放电时间与开关周期的比值。
此值由设计时确定，是一个固有参数，在运行过程中不会改变，所以Kt称设计深度。
占空比：D=Ton/T=(T-T off）/T由此可得到Krp、Kt与占空比D的关系：------------------------------(1)或假如tor=1.2T，Krp=0.4 则表一：以D为自变量，Kt、D与Krp三者的关系列表：对于CCM模式，Kt越大，Krp就越小，相应的深度就越高。
从上表可以看出Kt设置为1到1.3范围，D从0.1到0.5说明输入电压全程都在不同深度的CCM模式下工作。
二、电功率的传输1．输入电压点确定合适的Krp值以最低输入电压计算电感量： -------（2）以反激电压计算电感量：-------（3）由于（3）式建立反激电压与电感量之间的关系，这样就突破了以往用最低电压来设计电感量的局限性，使电感量计算更为简单方便。
反激式开关电源变压器设计步骤及公式
反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: （主要PWM方式）确定已知参数:（主要RCC方式）来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=输入平均电流: Iୟ୴ൌሺౣሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w（cm4）Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2)；A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:Iൌכሺౣሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>כଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cmସ) ；Ae是磁芯截面积（cm2）,Aw是磁芯窗口面积（cm2）；f的单位为Hz，Bm的单位为Gs，取(1500)不大于3000Gs，δ导线电流密度取:2～3A/mmଶ ，K୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1IୋൌP୧V୧୬୫୧୬IൌIୟ୴D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵD୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsLൌౣכ୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌౌכ୍ౌేככ10L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟVୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L =ሺౣሻכୈ୍ౌేכ౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比：n=ሺౣሻ=౩౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌሺౣሻכ୲୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ，国产杂牌不大于2500Gs 更保险A 值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ൌ1000ටౌై此式中L 单位为mH变压器次级圈数：Ns>୬כ୍౦כ౦ୗכౣ*10其中S 为磁芯截面积，Ｂ୫值为3000Gs若A 值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ൌ100ටౌై此式中L 单位为mH,A 单位为mH/N ଶ,在计算时要将A 的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A 值为1300 nH/N ଶ, L 值为2.3mH,则A =1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N 为133T 初级匝数为:Np=౩୬B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以5. 匝比n=౩ౌ=ሺౣሻ晶体管的基极电流I =୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N *n N ୱଵ=౦כሺାౚሻכሺଵିୈౣ౮ሻሺౣሻכୈౣ౮多路输出时N ୱ୶=ሺ౮ାౚ౮ሻכ౩భభାౚభ其中x 代表几路I ୰୫ୱൌI √27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径（包括初级次级）同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A=A ୣכA ୵ൌכଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cm ସ ) ；Ae 是磁芯截面积（cm 2）,Aw 是磁芯窗口面积（cm 2）；f 的单位为Hz ，Bm 的单位为Gs ，取(1500)不大于3000Gs ，δ导线电流密度取:2～3A /mm ଶ ，K ୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc 磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。
(最新整理)反激变压器设计步骤及变压器匝数计算
反激变压器设计步骤及变压器匝数计算编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（反激变压器设计步骤及变压器匝数计算）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为反激变压器设计步骤及变压器匝数计算的全部内容。
1。
确定电源规格。
输入电压范围Vin=85—265Vac；。
输出电压/负载电流：Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A;.变压器的效率ŋ=0。
902. 工作频率和最大占空比确定。
取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45.T=1/fosc=10us.Ton(max)=0。
45＊10=4.5usToff=10—4.5=5.5us.3. 计算变压器初与次级匝数比n（Np/Ns=n)。
最低输入电压Vin（min)=85＊√2-20=100Vdc（取低频纹波为20V）。
根据伏特-秒平衡,有： Vin（min）* Dmax= (Vout+Vf)＊（1—Dmax）＊n.n= [Vin（min）＊ Dmax]/ ［(Vout+Vf)＊(1-Dmax）］n=[100＊0。
45］/[(5+1。
0)＊0.55]=13。
644。
变压器初级峰值电流的计算.设+5V输出电流的过流点为120％;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6＊10＊1。
2=72W+12V输出功率Pout2=（V02+Vf）＊I02=13*1=13W变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W1/2＊（Ip1+Ip2）＊Vin（min)＊Ton(max）/T= Pout/Ip1=2＊Pout/[ŋ(1+k)*Vin（min）＊Dmax］=2*85/[0。
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5V,2A 反激式電源變壓器設計過程整理
已知:
VinAC
= 85V ~ 265V 50/60Hz Vout
= 5V + 5% Iout
= 2A Vbias
= 22V, 0.1A (偏置線圈電壓取 22V, 100mV) η
= 0.8 fs
= 132KHz
計算過程:
1.設工作模式為 DCM 臨界狀態.
Pout = 5*2 = 10W
Pin = Pout/η= 10/0.8 = 12.5W
V inDCmin = 85*
2-30(直流紋波電壓)= 90V V inDCmax = 265* 2=375V
2.匝數比計算 , 設最大占空比Dmax = 0.45 :
13918.12)
45.01(*)2.05.05(45.0*90)1(*)d out (*n max max min in ≈=-++=-++=D V V V D V L DC 式中:
Vd 為輸出整流二極管導通壓降,取0.5V;
VL 為輸出濾波電感壓降, 取0.2V.
3.初級峰值電流計算:
A D V P I DC 494.045
.0*9010*2*out 2p max min in ===
4.初級電感量計算:
H H I V D L DC u 62110*621494
.0*10*13290*45.0p *fs *p 63min in max ====
5.變壓器磁芯選擇EFD20, 參數如下:
Ae = 28.5mm 2 AL = 1200+30%-20%nH/N 2 Le = 45.49mm Cl = 1.59mm -1 Aw = 50.05mm 2 Ap = 1426.425mm 4
6.初級繞組,次級繞組及偏置繞組匝數計算:
)(5482.53285
.0*2.010*10*621*494.0e *w 10*p *p p 4
64匝≈===-A B L I N )(515.413
54n p s 匝≈===N N 匝2091.192
.05.055*)7.022(s *)(b d out bd b ≈=+++=+++=L V V V N V V N 式中:
Lp 為初級電感量, 單位H;
Ip 為初級峰值電流, 單位A;
Bw 為磁芯工作磁感應強度, 取0.2T,單位為T;
Ae 為磁芯截面面積, 單位為cm 2;
Vb 為偏置繞組電壓Vbias=22V ;
Vbd 為偏置繞組整流二極管壓降,取0.7V.
7.氣隙長度計算:
0.168mm cm 0168.010
*62110*285.0*54*14.3*4.0p 10*e *p 4.0g 68
282====---L A N L π 式中:
Lg 單位為cm;
Lp 單位為H;
Ae 單位為cm 2.
8.重新核算占空比Dmin,Dmax 及最大磁通密度Bmax:
(1).當輸入電壓為最低時:V inDCmin =90V
4515.090
13*)2.05.05(13*)2.05.05(V n *)(n *)(max inDCmin d out d out =+++++=+++++=L L V V V V V V D (2).當輸入電壓為最高時:V inDCmax =375V
1649.0375
13*)2.05.05(13*)2.05.05(V n *)(n *)(min inDCmax d out d out =+++++=+++++=L L V V V V V V D (3).Bmax
uass 3000uass 1993100*285
.0*54494.0*621100*e *p p *p max G G A N I L B <=== 式中:
Lp 單位為uH; Ip 單位為A; Np 單位為N(匝); Ae 單位為cm 2.
9.繞組線徑計算及窗口占有率:
肌膚深度:mm 182.010
*1321.66fs 1.663===d , 2d = 0.364mm 線徑選取需滿足:導線直徑需大於兩倍的肌膚深度時,需采用多股線.
假設電流密度 J=4A/mm 2
(1).初級繞組線徑計算:
Ip=0.494A,
I RMS =Ip*max D =0.494*45.0=0.331A ,22mm 0827.0/mm
4.3310w ==A A A ,查表采用Aw = 0.0962mm 2的導線,其裸銅線徑為0.35mm<0.364mm(肌膚深度), 包括皮膜最大直徑為0.402mm.占有窗口面積為Wa=54*0.4022=8.7266mm 2.
(2).次級繞組線徑計算:
Io=2A, I RMS =Io=2A,Aw=2A/4=0.5mm 2,多股并繞采用Aw=0.1257mm 2的導線, 其裸銅線徑為0.4mm,采用0.5/0.1257=4股并繞, 包括皮膜最大直徑為0.456mm. 占有窗口面積為Wa=5*4*0.4562=4.1587mm 2
.
(3).偏置繞組線徑計算:
Io=0.1A, I RMS =Io=0.1A,Aw=0.1A/4=0.025mm 2,采用Aw=0.0254mm 2的導線,其裸銅線徑為0.18mm<0.364mm(肌膚深度), 包括皮膜最大直徑為0.226mm.占有窗口面積為Wa=20*0.2262=1.0215mm 2.
全部繞組占有窗口面積為=8.7266+4.1587+1.0215=13.9068mm2.占總窗口面積=(E-D)*F=50.05mm2的27.8%.
10.結構設計:
EFD20磁芯的骨架,窗口長度13.5mm,寬度10.5mm.如下圖示:
初級繞組導線最大直徑為0.402mm,每層可繞13.5/0.402=33.5匝,54匝要用2層,每層分別繞30匝,24匝,每層厚度為0.402mm.
次級繞組導線最大直徑為0.456mm,每層可繞13.5/0.456=29.6匝,5匝只要用1層,厚度為0.456mm.
偏置繞組導線最大直徑為0.226mm,每層可繞13.5/0.226=59.7匝,20匝只要用1層,厚度為0.226mm.
使用順序繞法,繞組排列如下:
繞組總厚度=0.6+0.402+0.402+0.226+0.456=2.836mm < 磁芯窗口寬度
=(E-D)/2=(15.4-8.9)/2=3.25mm.
11.估算損耗及溫升:
(1).各繞組之線長:
依照平均匝長=2舌寬+2疊厚+4窗寬,得:
Np1 = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201)=28.204mm
Np2 = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15)=29.608mm
Nb = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15*2+0.113)=30.66mm
Ns = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15*4+0.113+0.228)= 31.572mm 即
Np 線長L Np =30*28.204+24*29.608= 1556.712 mm= 155.6712 cm
Nb 線長L Nb =20*30.66= 613.2mm=61.32cm
Ns 線長L Ns =5* 31.572=157.86mm=15.786cm
查線阻表可知: 0.402mm WIRE R DC =0.00259Ω/cm
@100℃ 0.456mm WIRE R DC =0.00198Ω/cm
@100℃ 0.226mm WIRE R DC =0.01001Ω/cm @100℃
R @100℃=1.4* R @20℃
(2).初級,次級各電流值:
求次級各電流值,已知Io=2A.
次級平均峰值電流:A D Io Is pa 636.345
.012max 1=-=-= 次級直流有效電流:A s I D Is pa rms 69.2636.3*)45.01(*max)1(22=-=-= 次級交流有效電流:A I s I Is rms ac 79.1269.2o 2222=-=-=
求初級各電流值:
因為Np*Ip=Ns*Is
初級平均峰值電流:A n Is Ip pa
pa 279.013
636.3=== 初級直流有效電流:A Ip D Ip pa rm s 125.045.0*279.0max*=== 初級交流有效電流:A p I D Ip pa ac 186.0279.0*45.0*max 2===
(3).求各繞組交,直流電阻:
初級:Rp
DC =(L
Np
*R
DC
)/2=(155.6712*0.00259)/2=0.2015Ω
Rp
ac =1.6* Rp
DC
=0.321Ω
次級:Rs
DC =(L
Ns
*R
DC
)/2=(15.786*0.00198)/2=0.0156Ω
Rs
ac =1.6* Rs
DC
=0.0249Ω
偏置:Rb
DC
=61.32*0.01001=0.6138Ω(4).計算各繞組交直流銅損耗:
初級直流損耗:Pp
DC =I2rms* Rp
DC
=0.125*0.2015=0.02518W。