电感和反激变压器设计
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解高频变压器作为电源电子设备中的重要组成部分，起到了将输入电压进行变换的作用。
根据不同的使用环境和要求，电源电路中的电感元件可分为正激式、反激式和双端开关电源。
下面就分别对这三种电源的高频变压器设计进行详解。
1.正激式电源变压器设计正激式电源变压器是将输入电压通过矩形波进行激励的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈和副磁线圈两部分，主磁线圈用来耦合能量，副磁线圈用来提供输出电压。
正激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
2.反激式电源变压器设计反激式电源变压器是通过反馈控制来实现变压的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈、副磁线圈和反馈元件等。
反激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
(7)选择合适的反馈元件：根据反馈控制的需要来选择合适的反馈元件，并设计合适的反馈回路。
不同模式下反激变压器的设计原则
不同模式下反激变压器的设计原则反激变压器是开关电源中常用的一种拓扑结构，具有简单、高效、低成本等优点。
在不同的工作模式下，反激变压器的设计原则也会有所不同。
以下将从不同模式下反激变压器的设计原则进行详细阐述。
一、引言随着电力电子技术的快速发展，开关电源作为一种高效、节能的电源供应方式，在各个领域得到了广泛应用。
反激变压器作为开关电源中的核心部件，其设计的好坏直接影响到开关电源的性能和稳定性。
因此，掌握不同模式下反激变压器的设计原则对于提高开关电源的性能具有重要意义。
二、连续模式（CCM）下反激变压器的设计原则1. 输入电压范围在设计连续模式下的反激变压器时，首先需要确定输入电压的范围。
输入电压的变化将直接影响到变压器的匝数比和磁通密度等参数。
为了保证变压器的正常工作，需要合理选择变压器的匝数比和磁芯尺寸，以适应输入电压的变化。
2. 输出功率和效率输出功率和效率是开关电源的重要性能指标。
在设计连续模式下的反激变压器时，需要根据输出功率和效率的要求，合理选择变压器的导线截面积、匝数比和磁芯材料等参数。
同时，还需要优化变压器的磁路设计和散热设计，以降低磁芯损耗和线圈损耗，提高变压器的效率。
3. 绝缘和耐压绝缘和耐压是开关电源安全性的重要保障。
在设计连续模式下的反激变压器时，需要考虑变压器原副边之间的绝缘距离和耐压等级。
为了保证变压器的绝缘性能，需要采用合适的绝缘材料和工艺，确保变压器在高压下的安全运行。
三、断续模式（DCM）下反激变压器的设计原则1. 输入电压和输出电压范围在断续模式下，反激变压器的输入电压和输出电压范围对变压器的设计具有重要影响。
为了保证变压器的正常工作，需要合理选择变压器的匝数比和磁芯尺寸，以适应输入电压和输出电压的变化。
同时，还需要考虑输出电压的纹波和稳定性要求，选择合适的滤波电容和电感等元件。
2. 峰值电流和平均电流在断续模式下，反激变压器的峰值电流和平均电流是设计的关键参数。
第6讲 电感和反激变压器设计
Ｄｅ ｅ ｅ ０ ７ ｃ ｍｂ ｒ２ ０
［ 编者 按 ］ 电源 工程 师最 头痛 的问题之 一是 磁 元件 问题 。磁 元件 不 同于其 它 电子元件 ， 多数 磁元 大
件是量身定制的， 这要求电源工程师必须具有 电磁基本知识 ， 尤其是高频下磁元件特性 ， Ｚ Ｚ艺 ￣． － Ｌ．
结构 对磁元 件特 性 的影响 等 。 而在 学校磁 的知 识 学 习得很 少 ， 其 高频 下磁 元件 学 习更 少。 尤 本刊特
（ ） 断 续 模 式 ａ
图 ６ １ ｂ 所 示 。 电感Ｔ 作在 断续 模式 时 ， 下 一 — （） 在
次导 通前 电感 电流 已经下 降到 零 ；而 电流 连续 模 式， 在开关 周期任 何 时刻 电感 中都有 电流 流通 。 一
般平 滑滤 波 电感 （ ｕ ｋ 推 挽 、 Ｂ ｃ、 正激 、 桥 和全桥 输 半 出滤 波 ） 总是 工作 在连 续模 式 ， 且纹 波 电流 为平 均
≥ ＝ （－ ６ ） 电感量 。
断续 时 ，在 截 止时 间将 全部 磁场 能量 传递 到
负载 。因此
Ｐ Ｕ ｏ１ 耵 ｏ Ｊ ＝ ＝
（－ ） ６ ２
导通 时间输 入功率 ， 虑到传输 效 率应 当有 考
ｉ ＝
为 保证在 任何 情况下 连续 ， 中 Ｄ Ｄ ｕ 。 式 ＝ ＝ ｊ 如 果 是反激 连 续模式 ， （— ） 式 ６ １ 电感 即为次级 需 要 的
压 器不 同 ， 压器不 希 望存储 能 量 ， 变 而反 激变 压器
首 先要存 储 能量 ， 将 磁能转 化 为 电能 传输 出去 。 再
ｌ 应 用 要 求
在 电路 中 ， 电感 有 两个工 作 模式 ： 电感 电流 断
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。
30W反激变压器设计
30W反激变压器设计反激变压器（Flyback Transformer）是一种广泛应用于电源供应器中的变压器。
它的特点是可以实现高压变换、隔离和电源回馈控制，适用于各种电力供应器和逆变器应用。
在本篇文章中，将详细介绍30W反激变压器的设计原理和步骤。
首先，我们需要明确设计要求和规格。
根据需求，我们需要设计一个30W的反激变压器。
一般来说，该类型的变压器包括两个主要部分：主变压器和辅助电路。
主变压器用于输出电源的隔离和升降压，而辅助电路则用于控制开关管的导通和关断。
在设计过程中，我们需要考虑以下几个关键参数：1.输入电压和输出电压：根据应用需求，确定变压器的输入和输出电压范围。
2.输出功率：确定变压器的输出功率要求，以决定设计的变压器芯的尺寸和匝数。
3.开关频率：选择适当的开关频率，以确保变压器的效率和稳定性。
4.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。
常用的芯式包括EE、EL、EP等。
5.线圈匝数计算：根据输入和输出电压的比例，计算主辅助线圈的匝数。
设计步骤如下：1.确定输入和输出电压：根据应用需求，选择合适的输入电压和输出电压。
2.计算变压比：计算输入和输出电压的比例，确定变压器的变压比。
3.计算输出电流：根据输出功率和输出电压，计算输出电流。
4.计算开关频率：选择适当的开关频率，一般在20kHz至100kHz之间。
5.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。
6.计算线圈匝数：根据输入和输出电压的比例，计算主线圈和辅助线圈的匝数。
7.计算变压器的匝数比：根据主辅助线圈的匝数，计算变压器的匝数比。
8.计算变压器的电感：根据输入电压、开关频率和匝数，计算变压器的电感（L）。
9.计算开关管的导通时间：根据变压器的电感和输出电流，计算开关管的导通时间。
10.选择开关管：根据导通时间和输出电流，选择合适的开关管。
11.制作变压器线圈：根据计算得到的匝数和线径，制作主线圈和辅助线圈。
反激变压器初级电感量计算
反激变压器初级电感量计算
反激变压器是一种常用于电源和功率放大器中的电路，其主要作用是将直流电转换为交流电。
在设计和制造反激变压器时，需要对其初级电感进行计算，以确保电路的正常运行和性能稳定。
初级电感是指反激变压器中用于储存电能的电感元件，通常为线圈。
其大小和性能会直接影响反激变压器的输出电压、电流和效率等参数。
因此，准确计算初级电感是反激变压器设计中非常重要的一步。
初级电感的计算方法有多种，包括公式法、仿真法和试验法等。
其中，公式法最为简单和直接，通常用于初步估算电感大小。
其计算公式如下：
L = (Vin × D) / (f ×ΔI)
其中，L为初级电感；Vin为输入电压；D为占空比；f为开关频率；ΔI为电流脉宽。
需要注意的是，以上公式仅适用于理想情况下的反激变压器，实际电路中可能存在各种损耗和非线性因素，因此需要结合实际情况进行修正和调整。
总之，反激变压器初级电感的计算是反激变压器设计的基础，需要仔细考虑和合理选择，以确保电路的稳定性和可靠性。
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反激变压器设计实例(二)
反激变压器设计实例（二）目录反激变压器设计实例（二） (1)导论 (1)一．自跟踪电压抑制 (2)2. 反激变换器“缓冲”电路 (4)3. 选择反击变换器功率元件 (5)3.1 输入整流器和电容器 (5)3.2 原边开关晶体管 (5)3.3 副边整流二极管 (5)3.4 输出电容 (6)4. 电路搭接和输出结果 (6)总结 (7)导论前面第一节已经将反激变换器的变压器具体参数计算出来，这里整个反激电路最核心的部件已经确定，我们可以利用saber建立电路拓扑，由saber得出最初的输出参数结果。
首先进行开环控制，输出电容随便输出一个值（由于C1作为输出储能单元，其容值估算应考虑到输出的伏秒，也有人用1~2uF/W进行大概估算），这里选取1000uF作为输出电容。
初始设计中的输出要求12V/3A，故负载选择4欧姆电阻，对于5V/10A的输出，通过调节负载和占空比可以达到。
由实际测量可得，1mm线径的平均电感和电阻值分别为6uH/匝和2.6mΩ/匝，寄生电感通常为5%，由于副边匝数较少，可不考虑寄生电感，所以原边寄生电感为27uH，电阻为11.57mΩ，最终结果如图1所示。
图1.反激电路主拓扑图2.开关管电压、输出电压、输出电流首先由输出情况可以看出，变压器的设计还是满足要求的。
查看图2中开关管电压曲线可以看出，其开关应力过高，不做处理会导致开关管导通瞬间由于高压而击穿。
在反激变换器中，有两个主要原因会引起高开关应力。
这两个原因都与晶体管自带感性负载关断特性有关。
最明显的影响是由于变压器漏感的存在，集电极电压在关断边沿会产生过电压。
其次，不是很明显的影响是如果没有采用负载线整形技术，开关关断期间会出现很高的二次测击穿应力。
一．自跟踪电压抑制当警惕管所在电路中带感性或变压器负载，在晶体管关断时，由于有能量存储在电感或变压器漏感的磁场中，在其集电极将会产生高压。
在反激变换器中，储存在变压器中的大部分能量在反激期间将会传递到副边。
反激式电源变压器设计(DCM断续式)
反激式电源变压器设计峰值电流：IP=2PO/Uin*Dmax*η单位；APO：输出功率。
Uin：最小直流输入电压。
Dmax：最大占空比。
一般为0.45.η：效率。
一次侧电感量：LP= (Vin*Dmax)^2/2*Pin*Fs*Krf 单位；HDcm: Krf=1 CCM: Krf=0.3-0.5一次侧匝数：NP=100*IP*LP/ BM *AEAE：平方厘米BM：高斯LP：UHIP: A二次侧匝数：NS=NP*（UO+UF）/URUR=UIN*DMAX/1-DMAXUO：输出电压。
UF：输出二极管压降。
UR；反射电压。
DMAX：最大占空比。
一般为0.45反馈匝数：NV=NS*（UV+UFV）/（VO+VF）NV：反馈圈数NS：次级圈数UV：反馈电压。
UFV：反馈二极管压降磁芯气隙：LG={（0.4/3.14）*IP*NP}/BMLG：磁路气隙，单位：CM。
BM：最大磁感应强度；单位：MT。
一次侧电流有效值：IPRMS=IP*√DMAX/3二次侧电流有效值：IPRMS=（2*IO/1-DMAX）*√DMA X/3最大磁通密度：BM=100*IP*LP/NP*AEAE：平方厘米BM：高斯LP：UHIP；安倍1特期拉=1000 毫特斯拉=10000高斯初级线径：OD=L*（BW-2*M）/NPL：初级层数BW：骨架宽度MMM：安全边距MM有效骨架宽度：BE=D*（B-2M）D=层数B=骨架宽度单位：MM导线外径DPM：DPM=BE/NP 单位；MM导线电流验证：J= 1.28*IRMS/DPM^2IRMS=有效值电流（Ａ）DPM=无绝缘线外径（MM）。
反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算
反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算反激式开关电源的变压器是一种特殊的变压器，它采用了非常规的工作方式，通过磁感耦合在不同线圈之间传输能量。
变压器的初级线圈电感量的计算主要涉及到变压器的工作频率、输入电压、输出电压以及材料的磁性能等因素。
首先，计算初级线圈的电压和电流。
根据反激式开关电源的设计要求，输入电压和输出电压是已知的。
假设输入电压为Vin，输出电压为Vout，变压器的变比为N：1、则初级线圈的电压可以计算为：Vp = Vin / N其中，Vp为初级线圈电压。
根据反激式开关电源的工作原理，变压器的输入电流和输出电流相等，即：Ip=Is其中，Ip为初级线圈电流，Is为次级线圈电流。
另外，根据变压器的恒压恒流特性，可以得到初级线圈的电流和电感的关系：Ip=Vp/Xp其中，Xp为初级线圈的电感。
根据反激式开关电源的工作频率和线圈的尺寸，可以计算出初级线圈的电感量。
初级线圈的电感可以由以下公式计算：Xp=2πfLp其中，Xp为初级线圈的电感，f为反激式开关电源的工作频率，Lp为初级线圈的电感量。
根据以上公式，可以得到初级线圈的电感量Lp的计算方法：L p=(Vp/(2πf))/Ip根据反激式开关电源的设计要求和材料的磁性能，选择合适的线圈材料和尺寸，通过上述公式计算出初级线圈的电感量。
需要注意的是，初级线圈的电感量一般应该在一定的范围内，以确保变压器在正常工作范围内，并且具有良好的能量转换效率。
总之，反激式开关电源的变压器初级线圈电感量的计算是设计反激式开关电源的关键步骤之一、通过考虑输入电压、输出电压、工作频率和线圈尺寸等因素，结合合适的材料选择，可以计算得到合适的初级线圈电感量，确保反激式开关电源的正常工作和高效能量转换。
反激变压器初级电感量计算
反激变压器初级电感量计算
反激变压器是一种常见的电路元件，它能够实现高压变换和隔离，被广泛应用于电力、通讯、电子等领域。
在反激变压器的设计和制造中，电感的计算是至关重要的一步。
本文将介绍反激变压器初级电感量计算的方法和注意事项。
首先，需要了解反激变压器的基本结构和工作原理。
反激变压器由一个主电路和一个反激电路组成，主电路和反激电路通过一个磁性耦合装置相连接。
主电路和反激电路中都包含有电感元件，其中主电路的电感为L1，反激电路的电感为L2。
计算反激变压器初级电感量的公式为：
L1 = (V1 * D * T) / (ΔI * Vin)
其中，V1为输入电压，D为占空比，T为开关周期，ΔI为主电
路电流波动，Vin为输入电流。
在计算电感量时，需要注意以下几点：
1. 电感元件的材料和结构对电感量有影响，需要根据具体情况
进行选择。
2. 电感元件的铁芯磁导率和磁导率饱和值也会影响电感量的计
算结果，需要进行正确的取值。
3. 在实际计算中，需要考虑电感元件的寄生电容和电阻等因素，以获得更准确的计算结果。
总之，反激变压器初级电感量的计算是反激变压器设计中的重要环节，需要仔细分析电路结构和工作原理，并正确选择计算公式和参
数。
反激电源变压器设计
反激电源变压器设计一、变压器参数的选择反激电源变压器的核心参数包括输入电压、输出电压、输出功率和工作频率。
在设计反激电源变压器时，首先要确定输入电压和输出电压的数值，通常可以根据电子设备的需求进行选择。
然后，根据输出功率计算变压器的功率大小，一般情况下可以按照变压器的负载能力来选择。
最后，确定工作频率，一般常用的工作频率有50Hz和60Hz两种，可以根据具体的应用需求来选择。
二、绕线的计算1.确定绕组的匝数比反激电源变压器通常是多绕组变压器，其中包括输入绕组、输出绕组和反馈绕组。
输入绕组的匝数Np从输入电压和功率的关系中可以计算得到，公式为Np = Vin * Iin / P，其中Vin表示输入电压，Iin表示输入电流，P表示输出功率。
输出绕组的匝数Ns可以由输出电压和功率的关系计算得到，公式为Ns = Vout * Iout / P，其中Vout表示输出电压，Iout表示输出电流，P表示输出功率。
反馈绕组的匝数Nf可以根据设计需求确定，通常取决于反馈网络的设计。
2.计算绕组的截面积绕制反激电源变压器时需要考虑绕组的电流和电阻损耗。
根据电流密度J，可以计算出绕组的截面积A，公式为A=I/J，其中I为电流密度，J为截面积。
电流密度的取值可以根据设计经验或者具体的应用需求来确定。
另外，要考虑绕组的电阻损耗，可以通过计算电阻来确定。
3.确定绕组的材料反激电源变压器的绕组通常采用铜导线，因为铜导线有较好的导电性能和热稳定性。
在选择铜导线时，要考虑导线的直径、长度和截面积等参数，同时还要根据绕组的电流来选择合适的导线规格，以保证导线能够承受相应的电流负荷。
三、设计注意事项1.绕制绕组时要注意匝数的计算和绕线的排列方式，以保证绕组的结构紧凑和电感性能的稳定。
2.反激电源变压器中会产生电磁干扰，因此在设计时要合理布局绕组，减小磁感应强度的泄漏。
3.反激电源变压器的绕组要用绝缘材料进行绝缘处理，以避免电气短路和绝缘击穿现象的发生。
反激变换器设计步骤
一、设计要求：输入电压p V ：372v ——412v输出电压0V ：4——5v占空比D ：0.25——0.45输入功率：40w开关周期T ：s 410-工作方式：电流断续模式二、设计步骤：1、初选磁芯型号反激变压器的体积主要决定于传递功率的大小，可依据经验或磁芯厂家手册中提供的速选图表，初选一种型号磁芯代入以后的步骤进行计算。
2、确定初级电感量确定原边电感最大值A L ：max2max min 2)(i on p A TP t V L = 确定原边电感最小值B L ：min 2min max 2)(i on p B TP t V L =原边电感的选择p L ：在A L 与B L3、确定初级峰值电流 变换器工作于断续模式时DT L V I P pp =maxmax max min max min 2i p p on p TP L T D V t V ==4、确定初级线圈匝数和气隙δμAe N L p 201= δμpamx p m I N B 0= Ae ：磁芯截面积（2118.2cm ）m B ：磁芯最大磁通密度（T 4.0）0μ：真空磁导率（710*4-π）由上两式确定原边线圈匝数 p N ，气隙长度δ。
5、计算并调整初、次级匝数max min 0on p r p s t V t V N N =0V ：变换器输出电压（v 4） max on t ：开关管导通最大时间（T 45.0）r t ：副边电感电流从最大值max s I 降为0的时间间隔（T 4.0~3.0）6、计算并确定导线线径原边绕组的电流有效值：31max 02D I dt I T I p T p pe ==⎰ 副边绕组的电流有效值：T t I dt I T I r s T s se31max 02==⎰ 当电流较大时，导线采用多股并绕，每股直径不大于2倍穿透深度。
（7）校核窗口面积和最大磁感性强度。
反激电路变压器设计总结
反激电路变压器设计输入电压：70~120V开关频率：80KHz T=12.5us输出功率：50W输出电压：1、+12V 34W2、+12V 2W3、+12V 10W （后加7812）4、-12V 2W （后加7912）5、+5V 2W （后加7805）1、根据输出功率选择磁芯从上表可以看出，可以选择的磁芯EE30、EE35、EE40，這里选择EE40。
EE40的参数为：Ae =1402mm 、Aw =1572mm 、le =77mm （我查表查得的参数不是這样的，這里就按SOS 变压器设计中的参数来计算）2、绕组匝数设计变比（副边比原边）K=12.7V*0.53/(70*0.47)=0.2045，设计电路工作在连续状态，那么根据输入输出电压关系：in o U U =)1(D KD -，那么K=in o DU U D )1(-=70*47.07.12*53.0，12.7是输出电压加上二极管压降。
原边绕组：1p N =NdBudt =108*0.9*6.25u/(0.15T*1402mm )=29匝 U=108V ，108为当时设计时选择的输入端电池的最大电压；0.9*6.25u 就是dt ，這是占空比为D=0.45时的on t 值；0.15T 表示在on t 段时间内磁通密度的变化量，反激电路为m B ；140mm 是Ae 值。
副边s1（+12V 34W ）：1s N =6匝，根据变比关系1s N =0.2*29=5.8——6匝 副边s2（+12V 2W ）：2s N =6匝副边s3（+12V 10W ）：3s N =15.2*6/12.7=7.18——8匝。
這里15.2V 是7812的输入电压14V+1.2V 的二极管压降；6为副边S1的匝数；12.7V 为副边S1绕组上的电压（输出电压12V+二极管压降0.7V ），用到的公式为：2121N N u u =。
注意反激变压器原副边不满足电压比的关系，但是他们的电流满足匝比关系。
反激变压器设计实例(一)
反激变压器设计实例（一）目录1.导论 (2)2.磁芯参数和气隙的影响 (2)2.1 AC极化 (3)2.2 AC条件中的气隙影响 (4)2.3 DC条件中的气隙影响 (4)3. 110W反激变压器设计例子 (4)3.1 步骤1，选择磁芯尺寸 (5)3.2 步骤2，选择导通时间 (7)3.3 步骤3，变换器最小DC输入电压的计算 (7)3.4 步骤4，选择工作便宜磁通密度 (7)3.5 步骤5，计算最小原边匝数 (8)3.6 步骤6，计算副边匝数 (8)3.7 步骤7，计算附加匝数 (8)3.8 步骤8，确定磁芯气隙尺寸 (9)3.9 步骤9，磁芯气隙尺寸（实用方法） (10)3.10 步骤10，计算气隙 (10)3.11 步骤11，检验磁芯磁通密度和饱和裕度 (11)4 反激变压器饱和及暂态影响 (12)1.导论由于反激变换器变压器综合了许多功能（储存能量、电隔离、限流电感），并且还常常支持相当大的直流电流成分，故比直接传递能量的正激推挽变压器的设计困难得多、以下变压器设计例子中没选择过程使用反复迭代方法，无论设计从哪里开始没开始时须有大量近似的计算。
没有经验工程师的问题是要得到对控制因数的掌握。
特别的，磁芯大小、原边电感的选择、气隙的作用、原边匝数的选择以及磁芯内交流和直流电流（磁通）成分的相互作用常常给反激变压器设计带来挑战。
为使设计者对控制因数有好的感觉，下面的设计由检查磁芯材料的特性和气隙的影响开始，然后检查交流和直流磁芯极化条件，最后给出100W变压器的完整设计。
2.磁芯参数和气隙的影响图1表示一个铁氧体变压器在带有和不带气隙时典型的B/H（磁滞回归线）环。
注意到虽然B/H环的磁导率（斜率）随气隙的长度变化，但磁芯和气隙结合后的饱和磁通密度保持不变。
进一步，在有气隙的情况下，磁场强度H越大，剩磁通密度B r越低。
这些变化对反激变压器非常有用。
图1.不同情况下磁芯的磁滞回归曲线图2只表示了反激变压器使用的磁滞回环的前四分之一，也表示了磁芯中引入气隙所产生的影响。
反激开关电源的工作原理变压器电感计算
反激开关电源的工作原理变压器电感计算反激开关电源是一种常见且广泛应用的电源设计，其工作原理涉及到变压器和电感的计算。
在了解反激开关电源的工作原理以及如何计算变压器和电感参数之前，首先我们需要了解反激开关电源的基本结构和工作原理。
反激开关电源由输入滤波电路、整流电路、能量存储元件、PWM控制电路和输出稳压电路等部分组成。
其中，能量存储元件通常采用电感元件，用于存储能量并实现电压转换。
PWM控制电路通过控制开关管的通断来调节输出电压，从而实现稳定的输出电压。
在反激开关电源的工作过程中，输入电压首先经过输入滤波电路进行滤波处理，然后经过整流电路转换为脉冲电压输入到能量存储元件中。
能量存储元件中的电感在输入信号变化时会存储和释放能量，从而实现电压转换。
PWM控制电路会根据输出电压的反馈信号来控制开关管的通断，调节输入到变压器的信号，从而实现稳定的输出电压。
在设计反激开关电源时，变压器和电感的参数计算是至关重要的。
变压器的参数包括匝数、芯型、匝比等，而电感的参数则包括电感值、电流波形等。
在计算变压器的参数时，需要根据输入输出电压、电流等参数来确定变压器的匝数和匝比，以及芯型的选择。
在计算电感参数时，则需要考虑电感值的大小以及电流波形对电感的影响。
需要注意的是，在进行变压器和电感的参数计算时，要考虑电路的效率、功率损耗以及工作频率等因素，以确保电源设计的稳定性和可靠性。
此外，还需要注意防止电磁干扰和电磁兼容性问题，以满足相关的电磁兼容标准要求。
综上所述，反激开关电源是一种常见的电源设计，在设计过程中需要充分理解其工作原理和计算变压器、电感等参数。
通过合理设计和计算，可以实现电源设计的稳定性和高效性，满足不同应用场景的需求。
1。
反激式开关电源变压器设计说明
反激式开关电源变压器设计说明反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器，能够将输入电压通过开关转换和变换输出为所需的电压。
它具有多种应用领域，如电子设备、通信设备、医疗设备等。
本文将详细介绍反激式开关电源变压器的设计原理、设计步骤以及注意事项。
一、设计原理开关管是控制开关电路导通和断开的关键元件。
当开关导通时，输入电压通过变压器传递到输出端，当开关断开时，输出端与输入端相隔离。
变压器用于变换电压。
它通常由两个或多个线圈绕制而成，主要包括输入线圈和输出线圈。
输入线圈与开关管相连接，负责将输入电压传递到输出线圈。
输出线圈则负责变换电压。
滤波电路用于对输出信号进行滤波，减小波动和噪音。
二、设计步骤1.确定输入电压和输出电压：首先需要明确所需的输入电压和输出电压。
这将决定变压器的变比。
2.选择合适的变压器：根据所需的变比，选择合适的变压器。
变压器的选取应基于电流容量和功率需求等因素。
3.计算变压器的线圈数：根据变压器的变比和输入输出电压，计算输入线圈和输出线圈的匝数。
同时，考虑变压器的耦合系数和数量线圈相对位置等因素。
4.确定开关管和开关频率：根据输入电压、输出电压和功率需求，确定合适的开关管。
同时，选择合适的开关频率，以避免电磁干扰。
5.设计滤波电路：根据输出电压的要求，设计合适的滤波电路。
滤波电路可以使用电容、电感和抗干扰电路等组成。
6.确定电源保护电路：为了保证电源的稳定性和可靠性，设计合适的保护电路，如过流保护、过压保护、短路保护等。
7.进行仿真分析：使用电路仿真工具，对设计的电源变压器进行仿真分析，检查电源变压器的性能和特性。
8.制作和测试：按照设计的电路图，制作电源变压器，并进行测试。
测试包括输出电压稳定性、效率和波动等。
三、注意事项1.选择适当的变压器：变压器应能满足所需的电流容量和功率需求。
同时，应注意变压器的质量和耐用性。
2.稳定性和可靠性：电源变压器应具有良好的输出电压稳定性和可靠性。
变压器设计经验算法------单端反激式1—100W25KHZ1初级电感
变压器设计（经验算法）------单端反激式1—100W、25KHZ1.初级电感量的计算功率富裕量10%------20%Lp = E2 t on2 /2TpinE:电网输入整流直流高压，E = 300VT：高频开关电流的工作周期，T = 1/f = 1/25 = 40usPin=Po/η = 输出功率/效率 = 100W/80% = 125W设最大占空比为50%，则 Ton = T * 50% = 20usLp = 3002 *(20*10- 6 )2 *103 / 2*40*10- 6 *125 = 3.6mH2.原边最大峰值电流Ip = E ton / Lp = 300*20*10- 6 / 3.6*10- 3 = 1.6A3.设计初级线圈匝数Np = E ton*108 / Ae(Bm-Br) = Ip*Lp*108 / Ae(Bm-Br)Ae：有效中心截面积（单位㎝2 ）Bm：最大磁感应强度 Br一般不考虑。
Np = Vinmax*108 / 4fBmAe = 341*108 / 4*25*103 *2500*1.18 （Vinmax取341V）Bm取2500时，Np = 115Bm取2000时，Np = 144 （一般取2000）Bm取1500时，Np = 192变压器的匝数比：变压器的匝数比，由低电网电压时的最小值流输入电压Vmin，输出电压Vo和反射输出电压Vor三者来确定，Vmin取决于储存能量的输入电容量，通常在普通输入或100/115Vac输入应用时，每瓦特输出功率用1uF储电容。
若使用倍压器从100/115V AC输入得到更高的有效直流电压时，应当采用两串联电容器，每只具有1瓦特输出功率的2uF电容值，这些电容器的最低电压值Vmin的选择规则：在通用输入或100/115V输入应用时，其近似值为90Vdc；而在230Vac或由100/115Vac,使用倍压器时，其近似值为240Vdc。
反激变压器原理与设计-陈小平
关于反激变压器的设计陈小平——矽恩微电子有限公司2011-04-21 基本步骤：1、确定Dmax和Vor。
2、求匝比n。
3、求初级电感量Lp。
4、选择磁芯。
5、求最小初级匝数。
6、初级、次级和反馈绕组匝数关系。
7、选择线经，确定初级、次级和反馈绕组匝数。
8、做样品、调整参数。
9、参考例子。
原理：一、确定Dmax和Vor当开关管Q闭合时，初级线圈电压为：Vin（当输入为265V时，达到375V），如果变压器初级线圈为：Np；次级线圈为：Ns。
匝比：n=Np/Ns。
则：次级线圈的电压为：Vin/n。
由于次级二极管D3反向，没有形成回路，所以线圈没有电流流经负载。
而二极管的反向耐压：VDf=Vin/n+Vo，Vo为输出电压。
当开关管Q关断时，变压器中储存的能量向负载释放。
次级线圈的电压VS=Vo+Vd，Vd为整流二极管D3正向压降。
初级线圈的电压为：VP=n*VS+Vleg。
Vleg为变压器漏感产生的尖锋电压；与输入电压反向。
设定Vor=n*VS，为反射电压。
则开关管承受的电压Vds=Vinmax+Vor+Vleg。
实际选择开关管是必须留20~50V的余量。
所以：Vor=VDS-（Vinmax+Vleg+余量）=600-（375+120+20~50）=55~85VVDS：开关管的额定耐压，600VVin：在265V输入时，375VVleg:一般在120V余量：20V~50V根据伏秒法则：Vin*Ton=Vor*ToffTon：为开关管闭合时间。
Toff：为开关管关断时间。
占空比：D=Ton/（Ton+Toff），Ton+Toff为周期T。
Ton=T*DToff=T*（1-D）所以： Vin*D=Vor*（1-D）D=Vor/（Vin+Vor）Dmax=Vor/（Vinmin+Vor）建议设置在0.3~0.5 当输入电压最小时取得最大占空比。
二、求匝比nn =Vor/（Vo+Vd）三、求初级电感量Lp。
反激电源变压器设计技术
反激电源变压器设计模块摘要在功率转换装置中，变压器一般都作为体积、重量最大的组件出现。
同样，对于电力电子系统的整体性能、效率乃至成本而言，变压器也起着至关重要的作用。
在变压器设计的过程中，由于变压器各参数之间的相互依存和影响，全局的考虑和方方面面权衡折中是实现设计优化的关键。
在DC/DC模块中，反激电路作为输出隔离的电源产品常用主电路拓扑，其变压器是实现隔离、功率传递的核心之一。
在下文中，将以这种电路的变压器设计为主要内容，阐述设计要点和一般步骤。
关键词变压器反激电感气隙匝比磁芯材料本模块起草人：赵瑞杰专业术语主要参数：1．来源反激变换器XJ104E-1335的主功率变压器为例2．适用范围反激变压器的一般设计。
3．满足技术指标4．详细电路图反激变换器的电路原理图5．变压器工作原理简述反激电路的工作原理以及变压器的工作特性。
反激电路工作原理以及变压器的工作特性如下：当主开关管Q1导通时，变压器初级电压近似为电源电压，其极性为上正下负，与之对应的变压器次级电压为上负下正，此时整流二极管D1反向截止，负载的能量由输出电容提供。
与此同时，流过变压器初级电感和Q1的电流逐渐上升，此时变压器相当于一个储能电感，在开关管导通期间储存能量。
当主开关管Q1截止时，D1正向导通，变压器将储存的能量通过整流二极管提供给负载和输出电容。
此时流过D1的电流逐渐下降，假设变压器工作在能量完全传递工作模式（DCM模式），则流过整流二极管的电流会一直下降到零。
即每个工作周期变压器初级电感储存的能量被完全传递到变压器的次级侧。
对于能量不完全传递工作模式（CCM模式），电压和电流的波形会有所差别，其工作原理和能量完全传递工作模式类似。
6．变压器设计6．0变压器概述在对任何变压器的设计过程中，都会遇到以下的种种限制。
首先是功率传输（工作电压乘以最大电流）方面，变压器次级绕组必须在限定的调整率（一般定义为空载输出电压与额定负载输出电压的差的绝对值除以额定负载输出电压所得到的百分比）下有足够的能力将能量传至负载。
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电感和反激变压器设计线）间隔为。
第六章节求得有效层厚度等于：参考图得到Q=/Δ=/= 以及36层，求得Rac/Rdc=,Rac= Rdc×=×＝Ω (10) 计算线圈总损耗和温升次级直流损耗：P2dc=Io2Rdc=102×= 次级交流损耗P2ac=I2ac2Rac=×= 总的次级损耗－直流加交流P2=+=有效线圈高度可以增加次级线圈导线厚度，这样可以减少直流损耗。
但因此Q值较大，引起交流电阻增加，因而交流损耗增加大于直流损耗的减少。
初级直流损耗P1dc=I1dc2Rdc=22×= 初级交流损耗P1ac=I1ac2Rac=×= 总的初级损耗－直流加交流P1=+= 总的线圈损耗：Pw=+=因为磁芯仅20mW，总损耗为在允许的绝对损耗2W之内。
总线圈高度：++=，在可用的线圈高度之内。
在次级的μH自感反射到初级为170μH(L1=n2L2).根据第六章计算初级和次级之间的漏感，初级边近似为5μH。
线圈间电容50pF。
如果线圈交错结构，漏感要小一半，但线圈间电容将增大加倍。
交错结构将线圈分成两部分，每部分层数相等。
这将使初级和次级的Rac/Rdc都减少到接近1，减少交流损耗，减少总功率损耗到。
次级铜的厚度增加，可进一步减少损耗。
5．断续工作模式断续工作模式的波形如图所示。
根据定义，在每个开关周期的一部分时间总的安匝下降到零。
因此，断续模式在每个开关周期有三个不同的时刻：ton，tR和t0(图(b))。
随着tT,和tR也增加，负载增加，峰值电流Ip，但t0减少。
当t0为零时，进入临界连续模式(图(a))。
137进一步增加负载，进入连续模式。
因为控制回路特征突然改变，可能引起不稳定，这是不希望的。
在断续模式中，在每个周期中，在导通期间存储的所有的能量在截止期间传输到输出。
磁能乘以频率等于输出功率Po=IoUo。
所以，如果频率f，L，Uo保持不变，LI1p2/2也不随Ui变，但仅正比于负载电流，而I1p正比于负载电流的平方根。
在临界连续时输出最大功率。
以到达临界连续时正好达到短路允许峰值电流条件下设计电路，设计的匝比、占空度和电感量在峰值电流小于允许峰值电流时，提供全部输出功率。
决不能脱离磁元件进行电路设计。
尤其在高频需要很少次级匝数，选取匝数发生困难时。
设计理想的断续模式反激变压器的次级可能出现分数匝，例如匝，如果次级取整为1匝或2匝，将引起损耗和成本的增加，可通过改变匝比和占空度。
例19 断续模式电感设计举例1）决定反激变压器设计有关的参数。
输入电压Ui：28±4V 临界模式(安匝) ISp 输出电压Uo：5V满载电流Io：10A I1 I2 短路电流Is：12A电路拓扑：反激，断续模式ton tof 开关频率f：100kHz满载T设定的占空度D：24V,临界连续时(高Ui) I1 限定次级峰值电流I2p：45A(次级) IP I2限定次级电感L2：μH(D=,ΔI=45A)最大损耗： 0 ton tR t0最大温升ΔT：40℃图安匝断续波形冷却方式：自然冷却 2) 初步计算：根据最小Ui(24V)和Uo以及设定的占空度临界连续决定匝比：nUiU'oD1D245614匝比n降低到4:1,而不是5:1,因为：(a)4:1比较接近；(b)峰值输出电流小了，减少输出电容的负担，以及(c)初级开关的峰值电压减少了。
临界连续时占空度不再是,必须重新计算：D24U'on'oUiUn41D24平均电流求临界连续时次级峰值电流：138I2dcI2p1D242I2p2I2dc1D24所以，初级峰值电流限制设在稍微低于。
临界连续模式次级电流从到零的斜率需要的电感值：LUo'tiUo'T1D24iH在计算损耗之前，必须决定最低电压Ui最坏情况下直流和交流分量。
因匝比和占空度可能改变，为使线圈优化，电流计算在以后进行。
3) 应用产品手册选择磁芯材料：磁芯材料：铁氧体P 类。
4) 磁芯工作的最大磁通密度和最大摆幅。
选用最大磁通密度Bmax=(3000Gs)。
在电流断续模式中，根据定义每个开关周期度有部分时间电流为零。
所以，ΔI总是等于Ip,并因为正比关系，ΔB总是等于Bp。
在低输入电压，当电流达到峰值短路电流限制时出现ΔBmax和Bmax。
如果磁芯受损耗限制，在P类材料磁芯损耗曲线中，一般取损耗限制为100mW/cm3，纹波频率为100kHz，此决定了相应最大峰值磁通密度为1100Gs。
得到的峰值磁通密度乘以2获得峰值磁通密度摆幅为2200Gs,即。
因为在断续模式中，Bmax＝ΔBmax，因而Bmax也被限制在，接近饱和。
因此，在Bmax＝时，相应于ΔI=I2p=46A。
5) 应用产品手册或面积乘积公式，粗选磁芯的形状和尺寸。
选择EE型－ETD系列。
采用损耗限制面积乘积公式，ΔBmax＝和K2=，需要面积乘积。
采用ETD24磁芯尺寸，AP=(带骨架)：手册查得对于所选磁芯的参数为：有效磁芯截面积Ae=有效体积Ve=平均磁路长度le= 中柱直径D=窗口尺寸：窗口面积Aw/AW’=/宽度bw/bW’=/高度hw/hW’=/ 平均匝长lav=6) 决定热阻RT和允许损耗，并将损耗分成磁芯和线圈损耗。
磁芯手册得到热阻为28℃/W。
根据最大温升ΔT求得允许损耗为：Plim=ΔT/RT=40/28=因为小于第一步决定的绝对损耗2W，采用为允许损耗。
预计磁芯损耗：PC=p’×Ve=100mW×=350mW. 7) 计算需要的次级电感量的匝数：139N2LImaxBmaxAe1021022匝N1N2n248匝因为N2取整下降到2匝，磁通密度摆幅成比例地大于初始假设：Bmax除以2得到峰值磁通密度摆幅，查磁芯损耗曲线，在(1300Gs)得到校正后磁芯损耗为160mW/cm3。
乘以Ve=，校正后的磁芯损耗为560mW。
如果N2取整上升到3匝，磁芯损耗将大大减少，但线圈损耗同时大大增加，而且磁芯窗口面积可能绕不下线圈。
8) 计算要求的电感量的气隙长度(L－μH;尺寸－cm)：0N2AeL2(1Dcp)104 4(1)1049) 计算导线尺寸和线圈电阻：第5步获得窗口宽度bw=，高hw= 。
在线圈每端必须留有爬电距离为。
线圈最小宽度为×=。
次级：Ui=24V，1－D24= 输出电流Io=12A 峰值短路电流I2sp= 有效值电流I2=1D243I2p交流电流I2ac=I22Io215A电流密度为450A/cm2,次级导体截面积/450=。
导线直径。
也可以用宽,厚铜带卷绕2匝。
2匝－2层。
包括的低压层间绝缘。
总的线圈高度为。
两匝线圈的平均匝长为，线圈总长度为。
次级直流电阻为RdclA10计算交流电阻：100kHz时穿透深度Δ＝。
导体厚度为,Q=/ =,，查阅Dowell曲线，对于Q=和2层，Rac/Rdc≈。
次级交流电阻RacRdc如果线圈交错绕，次级夹在两半初级之间，如图所示，相当于次级分成两段，每段1匝。
Q=时，1层对应Rac/Rdc ≈。
此时次级交流电阻RacRdc初级：Ui=24V，D24=。
因次级和初级安匝总是相等的，因此140初级峰值电流I1pI2p/n/4初级直流电流I1dcI1p 初级电流有效值 I1I1p 初级交流有效值I1ac2D2D32Io电流密度为450A/cm2，需要导线截面积为/450=，d=导线。
可采用的铜带，宽，8匝卷绕。
8层，每层有的低压绝缘，总的线圈高度为8×(+)=。
平均匝长，总初级线圈长度为。
初级电阻为RdclA10计算线圈的交流电阻：线圈如果不交错绕。
在纹波频率为100kHz时，穿透深度Δ=，8层，导线厚度用，则Q=/＝。
图查得Rac/Rdc =。
初级交流电阻为RacRdc 如果交错绕，初级分成两半，每段4层，Q=。
图查得Rac/Rdc =。
交错绕时初级交流电阻为Rac＝Rdc＝Ω。
10) 计算线圈损耗，总损耗和温升，采用交错结构：次级直流损耗：P2dc=122×= 次级交流损耗:P2ac=ISac2×Rac=152×= 总次级线圈损耗－直流加交流：P2=+= 初级直流损耗:P1dc=I1dc2×R1dc=×= 初级交流损耗(Rac=Ω):P2ac=I1ac2×R1ac=×= 总的初级线圈损耗－直流加交流是：P1=+= 总的线圈损耗：Pw=+= 总的变压器损耗PT=Pw+PC=+= 总的损耗在限制之内。
温升将为：骨架3层1密尔绝缘图交错反激线圈141ΔT=RT×PT=28×=27℃线圈外包两层绝缘，总的线圈高度：++=，在窗口高度之内。
初级对次级之间的漏感近似为μH，线圈间电容近似为50pF。
如果线圈不交错，根据第六章式，漏感将增大一倍，但线圈间电容减少一半。