A反激式变压器设计宝典三
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。
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。
反激式开关电源变压器设计步骤(重要)
反激式开关电源变压器设计反激式变压器是反激式开关电源的核心,它决定了反激式变换器一系列的重要参数,如占空比D ，最大峰值电流，设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。
这样可以让其发热量尽量小，对器件的磨损也尽量小。
同样的芯片，同样的磁芯，若是变压器设计不合理，则整个开关电源性能会有很大的下降，如损耗会加大,最大输出功率会下降.设计变压器，就是要先选定一个工作点，在这个点就是最低的交流输入电压，对应于最大的输出功率。
第一步，选定原边感应电压V OR 。
这个值是有自己来设定的，这个值就决定了电源的占空比.可能朋友们不理解什么是原边感应电压。
我们分析一个工作原理图。
当开关管开通的时候,原边相当于一个电感，电感两端加上电压,其电流值不会突变，而线性上升:I 升=Vs*Ton/L 。
这三项分别是原边输入电压，开关开通时间和原边电感量。
在开关管关断的时候,原边电感放电，电感电流会下降，此时有下降了的电流:I 降=V OR *T OFF /L 。
这三项分别是原边感应电压（即放电电压）、开关管管段时间和电感量。
经过一个周期后，原边电感电流会回到原来的值，不可能会变，所以有：Vs ＊T ON /L=V OR ＊T OFF /L 。
即上升了的等于下降了的。
上式中用D 来代替T ON ，用(1-D ）来代替T OFF .移项可得:D=V OR /（V OR +Vs)。
这就是最大占空比了.比如说我设计的这个变压器，我选定电感电压V OR =20V ，则Vs 为24V ，D=20/（20+24）=0。
455。
第二步，确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数，平均电流，有效值电流,峰值电流，首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下。
这是一个梯形波横向表示时间，总想表示电流大小，这个波形有三个值，一个是平均值I 平均,二是有效值I ，三是峰值Ip 。
首先要确定平均值I 平均：I 平均=Po/(η＊Vs ）。
反激式开关电源变压器计算
反激式开关电源变压器计算反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器，它具有体积小、效率高、质量轻等优点，在电子设备中得到广泛应用。
在设计反激式开关电源变压器时，需要考虑多个因素，包括输入和输出电压、功率、负载特性、开关频率等。
下面将详细介绍反激式开关电源变压器的计算。
首先，需要确定变压器的额定功率。
根据电源的负载特性和所需电压，可以推算出变压器的额定功率。
以输出电压为12V，负载电流为1A为例，根据功率公式P=VI，可以得到变压器的额定功率为P=12V*1A=12W。
接下来，需要确定变压器的输入和输出电压。
输入电压是指变压器的输入端电压，输出电压是指变压器的输出端电压。
一般来说，变压器的输入电压和输出电压由电源的输入电压和所需电压决定。
例如，如果电源的输入电压为220V，所需输出电压为12V，则输入电压为220V，输出电压为12V。
然后，需要确定变压器的变比。
变比是指变压器的输入和输出电压之间的比值。
根据变压器的变比公式Np/Ns=Vs/Vp，其中Np是主绕组匝数，Ns是副绕组匝数，Vs是输出电压，Vp是输入电压，可以计算得到变压器的变比。
以输入电压220V和输出电压12V为例，如果变比为1:10，则主绕组匝数Np=10，副绕组匝数Ns=1接着，需要确定变压器的工作频率。
工作频率是指变压器在工作过程中的开关频率，一般常用的工作频率有50Hz和60Hz。
根据变压器的工作频率，可以选择相应的工作频率范围内的电流密度。
例如，如果工作频率为50Hz，可以选择电流密度为1.8A/mm²。
最后，需要根据上述参数计算变压器的线径和匝数。
根据变压器的功率和工作频率，可以计算得到变压器的电流。
例如，根据功率公式P=IV，变压器的电流为I=P/V=12W/12V=1A。
根据电流密度和电流，可以计算出变压器的线径。
例如，根据线径公式A=πd²/4，可以计算得到线径d=√(4A/π)=√(4*1A/π)≈0.64mm。
反激式变压器的设计步骤
反激式变压器的设计步骤1 明确产品的设计要求。
一、 输入电压范围(a)220±20% (b)110±20% (c)85-264V(d)220/110V AC.二、 输入电压、电流，输出电压V 、电流A 。
三、 工作频率F四、 工作效率 ：70-90%，Rcc 一般取70%-75%。
五、 工作占空比 D 取0.45-0.5 2 计算输入功率Pin=Po/n n:工作效率 3 设算变压器初级的反射电压：V orV or = V min :滤波电容上的最谷底电压VV min=V acmin *1.414-37V3 计算匝比：N N=V or:反射电压 V o:输出电压 V f ：二极管正向电压4 计算原边峰电流（Ip ）和有效值电流。
I rms = Po/(n* Vmin ) I rms : 初级有效电流 AVmin ×D (1-D)V orV o+VDI p = P in : 输入功率WV min : 滤波电容上的最谷底电压V或I p = I rms /［(1-0.5*K rp )* D max ］ V min=V acmin *1.414-37VK rp : 电流脉动系数 取0.6-0.75 或K rp = △B/ B max△ B= 工作磁感强度 TB max = 饱和磁同密度 I p= I p2: 初级峰值电流 A D max : 最大占空比5 计算Ip1I p1=I p2*(1-K rp ) I p2=I p : 初级峰值电流 A连续模式非连续模式F F6 计算初级电感量 LpLp= V min : 最小输入DC 电压D max : 最大占空比L p : 初级电感量（mH ）2PinV min ×D max ×(2-K rp )PoI p 2* K rp *(1-0.5* K rp )*F*nI p= I p2: 初级峰值电流 A F : 频率KHz n : 工作效率7．计算初次级匝数 NpNp = Ae: 磁芯截面积 mm 2B max : 饱和磁同密度 TN p : 初级匝数L p : 初级电感量（mH ）Ns = Ns: 次级匝数N: 匝比8 .校验饱和磁同密度 B max =( L p *I p )/( Ae* N p )L p *103*IpAe*B maxNpN。
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是一种常用于电子设备中的高效率、高频率开关电源变压器。
其设计方法包括了选择合适的变压器参数、计算变压器工作状态、考虑磁芯损耗和温升等方面。
下面将详细介绍反激式开关电源变压器的设计步骤。
首先，确定设计目标和性能要求。
根据所需的输入和输出电压和电流，确定变压器的额定功率和输出功率。
同时，考虑变压器的体积限制以及可用的材料，进行适当的权衡。
第二步是选择磁芯材料。
磁芯的选择对于反激式开关电源变压器来说非常重要，因为磁芯的性能直接影响着变压器的效率和工作频率。
常见的磁芯材料包括铁氧体和软磁合金等，可以根据具体的应用需求和成本进行选择。
第三步是计算变压器的主要参数。
包括主磁链感应系数、匝数比、实际绕组电压和电流等。
根据设计目标和性能要求，以及选择的磁芯材料，可以通过一系列公式和计算来决定这些参数。
第四步是进行磁芯损耗和温升的估算。
反激式开关电源变压器在工作过程中会产生磁芯损耗和温升。
这些损耗会导致变压器的效率下降，甚至导致变压器无法正常工作。
因此，需要根据具体的磁芯材料和使用条件，进行损耗和温升的估算。
第五步是进行变压器的绕组设计。
根据变压器的参数和工作状态，设计变压器的绕组结构和匝数。
通过合理设计绕组，可以提高变压器的效率和性能。
第六步是进行变压器的线径选择和导线布局。
根据所需的电流和损耗，选择合适的线径，并进行合理的导线布局，以提高变压器的效率和散热性能。
最后一步是进行变压器的实际制造和测试。
根据设计图纸和规格要求进行变压器的实际制造，并通过测试来验证设计的正确性和性能。
总之，反激式开关电源变压器的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的综合影响。
通过合理选择磁芯材料、计算变压器参数、评估磁芯损耗和温升等步骤，可以设计出性能良好、效率高的变压器。
反激变压器的设计
反激变压器的设计//========================================================反激变压器设计最简单的方法我自己综合了一下众多高手的方法,自认为是比较简单的方法了!如下: 1,VDC min =VAC min * 1.2VDC max =VAC max * 1.42,输出功率Po=P1+P2+Pn......上式中P1=(Vo1+Vf)*I1 、P2 =(Vo2+Vf)*I2上式中Vo为输出电压,Vf为整流管压降3,输入功率Pin=(Po/η)*1.2(此处1.2为输入整流损耗)4,输入平均电流:Iav = Pin/VDC min5,初级峰值电流:Ip = 2*Iav/Dmax6,初级电感量:Lp=Vdc min *Dmax /(Ip*fs) fs为开关频率7,初级匝数:Np=VDC min * Dmax /(ΔB*Ae*fs)上式中ΔB推荐取值0.2 Ae为磁芯横截面积,查规格资料可得!8,次级匝数:NS =(Vout+Vd)*(1-Dmax)*Np / Vin min*Dmax至此变压器参数基本完成!另就是线径,可根据具体情况调整!宗旨就是在既定的BOBINN上以合适的线径,绕线平整、饱满!///================================反激式变压器设计原理(Flyback Transformer Design Theory)第一节. 概述.反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图.一、反激式转换器的优点有: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,目前已可实现交流输入在85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求.二、反激式转换器的缺点有:1. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下.2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大.3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂.第二节. 工作原理在图1所示隔离反驰式转换器(The isolated flyback converter)中, 变压器" T "有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下:当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns 极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律: (e =-N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2.由图可知,导通时间ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:Vce max = VIN / 1-DmaxVIN: 输入直流电压; Dmax : 最大工作周期Dmax = ton / T由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax＜0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN.开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等NpIp = NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax) η: 转换器的效率公式导出如下:输出功率: Po = LIp2η / 2T输入电压: VIN = Ldi / dt设di = Ip,且 1 / dt = f / Dmax,则:VIN = LIpf / Dmax 或Lp = VIN*Dmax / Ipf则Po又可表示为:Po = ηVINf DmaxIp2 / 2f Ip = 1/2ηVINDmaxIp∴Ip = 2Po / ηVINDmax上列公式中:VIN : 最小直流输入电压(V)Dmax : 最大导通占空比Lp : 变压器初级电感(mH)Ip : 变压器原边峰值电流(A)f : 转换频率(KHZ)//========================================你看的书就会把你给绕进去...绕半天却找不到自己了。
反激式开关电源变压器设计
2. 设计例 2.1 变压器技术指标 输入电压：AC90—240V ，50/60Hz 输出：DC+5V，额定电流1A，最小电流0.75A DC+12V,额定电流1A，最小电流100mA DC-12V,额定电流1A，最小电流100mA DC+24V,额定电流1A，最小电流0.25A DC+12V,偏置电流100mA 输出电压精度：+5V，+12V：最大+/-5% +24V：最大+/-10% 效 率： η=80% 工作频率：50KHz 工作磁通密度：Bmax=2000G 安 规：VDE
1.11 计算变压器铜损 1）按照选取的磁芯，估算出变压器平均绕组长度MLT。 例如对EE型磁芯MLT估算方法如下： MLT=E+D+（E-D）+2C=2E+2C
其它型号磁芯估算MLT可依此方法类推。 2）按下试计算各绕组铜损 Pcun=(Nn*MLT*Rn)In2 式中：Pcun —— 第n绕组铜损，单位为瓦 Nn —— 第n绕组匝数，单位为匝 MLT —— 平均绕组长度，单位为m Rn —— 第n绕组导线每米长电阻，单位为Ω； In2 —— 第n绕组额定电流，单位为A； n —— 绕组序号，n=1,2,3……
*13-24)24)*100%=0 %
2.10 计算和选取绕组导线线径 dwn=1.13 In J
计算趋肤深度 66.1 66.1 S= = = 0.29 mm f 50*103 一次绕组：dwp = 1.13 0.64 = 0.52 3 取0.5mm
二次绕组：+5V dwn1 = 1.13 1 = 0.65 3 +12V, 0.5, 4股 -12V, 0.5, 2股 +24V, 0.5, 2股 偏置, 0.4, 单股
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
反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，具有体积小、效率高、负载适应性强等优点，因此在电子设备中得到广泛应用。
其中重要的组成部分之一是变压器，它起到了转换与隔离功效。
下面将详细介绍如何设计反激式开关电源变压器。
首先，设计反激式开关电源变压器需要确定的参数包括输入电压Vin，输出电压Vout，输出功率Pout，开关频率f，以及变压器变比n。
1.确定变压器的基本参数根据输出功率Pout和输出电压Vout，可以求得输出电流Iout，即Iout=Pout/Vout。
根据变比n，可以求得输入电流Iin，即Iin=Iout/n。
2.计算变压器的工作点电流为了保证变压器工作的稳定性和可靠性，需要计算变压器的工作点电流。
工作点电流最大值的计算公式是Ipk=(1.1-1.2)*Iin，其中1.1-1.2是一个经验系数。
通过计算得到的Ipk，可以计算得到变压器的直流电压Vdc，即Vdc=Vin*(1-1/n)。
3.计算变压器的直流电感为了保证变压器的工作效率和响应速度，需要计算变压器的直流电感。
直流电感的公式是L=Vdc/(f*(1-δ)*Ipk)，其中f是开关频率，δ是开关管的占空比。
选择合适的直流电感可以有效降低功率损失。
4.计算变压器的绕组匝数根据变压器的变比n，可以计算得到变压器的绕组匝数。
若变压器的输入绕组匝数是N1，输出绕组匝数是N2，则变比n=N1/N2、根据变比n 和输入电压Vin，可以计算得到输出电压Vout，即Vout=Vin/n。
5.计算变压器的铜损耗和铁损耗变压器的铜损耗和铁损耗是设计中重要的参考因素。
铜损耗的公式是Pcu=Iin^2*R，其中Iin是输入电流，R是变压器的电阻。
铁损耗是根据变压器的磁通密度和磁场强度来计算的。
6.选择合适的变压器尺寸和材料根据以上计算的结果，可以选择适当的变压器尺寸和材料。
变压器的尺寸和材料直接影响着反激式开关电源的体积和效果，需要根据实际需求和设计要求进行选择。
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。
反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计一、设计原理反激式开关电源变压器基于开关电源的工作原理，利用开关元件（开关管或者MOS管）、变压器、滤波电容和反激电容等组成。
其基本原理为：输入交流电经过整流滤波得到直流电压，然后由开关元件进行开关控制，将直流电压通过变压器变换为所需的输出直流电压，最后通过滤波电容输出稳定的直流电压。
二、关键技术1.变压器设计：反激式开关电源变压器的设计是整个电源设计中最为关键的部分。
在设计变压器时，要考虑输出功率、输入电压范围、输出电压等参数。
通常采用环型铁芯、锥形铁芯或者斜式铁芯，以减小漏电感和磁性损耗，提高效率。
同时，在设计过程中还要考虑绕组的匝数、电流和绝缘等级等方面的因素。
2.开关元件选择：开关元件是实现能量转换和控制的关键部分。
常用的开关元件有开关管、MOS管等。
选择合适的开关元件需要综合考虑电源输出功率、开关频率、开关速度、导通压降以及温升等因素。
3.控制电路设计：控制电路主要负责控制开关元件的导通和关断。
常见的控制电路有单片机控制和集成电路控制两种。
单片机控制的优点是灵活性高、可编程性强，但需要额外增加单片机等硬件，造成成本增加；集成电路控制则更简单，但灵活性较差。
三、注意事项1.确保变压器设计合理：变压器设计要保证核心材料的选取合理，应该选择磁性能好、耐高温的材料。
此外，变压器的绕组要均匀绝缘，并合理设计匝数，以减小漏电感和损耗。
2.开关元件的选择要合适：开关元件选择要根据实际工作条件来确定，如输出功率、输入电压范围、输入电流等。
3.控制电路设计要稳定可靠：控制电路要设计稳定可靠，能够保证开关元件的正常工作。
如果选用单片机控制，还需考虑保护电路的设计，以避免过电流和过压等问题。
4.散热设计要合理：反激式开关电源在工作过程中会产生较多的热量，因此散热设计要合理。
可以采用散热片、散热风扇等降低温度。
总结：反激式开关电源变压器的设计涉及变压器设计、开关元件选择和控制电路设计等多个方面。
反激式开关电源变压器的设计
反激式开关电源变压器的设计
首先是变压器的选型。
在选型过程中，需要确定输入电压和输出电压的范围，以及输出电流的要求。
然后根据这些参数，选择合适的变压器类型和规格。
一般来说，变压器的参数包括输出功率、频率、输入电压和输出电压等。
接下来是变压器的设计。
变压器的设计包括主要参数的计算和设计。
这些参数包括变压器的匝数、线径、铁芯截面积等。
首先，计算变压器的匝数比，匝数比是由输出电压和输入电压决定的。
然后，计算变压器的质量系数，这是由变压器的电流和功率决定的。
接下来，计算漏磁感应系数和磁头系数，这是由变压器的线圈长度和匝数决定的。
最后，根据变压器的参数，计算出变压器的线径和铁芯截面积。
在完成变压器的设计之后，需要进行一些必要的电路参数计算。
这些参数包括电感值、电容值以及等效串联电阻等。
根据设计要求，计算电感和电容的数值，并选择合适的规格。
接下来是功率开关管的选型。
功率开关管的选型需要考虑电流和功率的要求。
根据输出电流和开关频率，选择合适的开关管类型和规格。
然后是电路的布线和连接。
根据设计要求，将变压器、开关管和其他元件按照电路图进行布线和连接。
要确保电路的稳定性和可靠性。
最后是对设计的电路进行仿真和测试。
通过仿真和测试，验证电路的性能和可靠性。
可以利用电路仿真软件和实验设备进行验证。
总结起来，反激式开关电源变压器的设计涉及变压器的选型、设计和计算，以及电路参数的计算和选择。
通过合理的设计流程和验证，可以设计出高效率和稳定的反激式开关电源变压器。
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 。
反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计三个电流参数，就是这个电流的有效值，电流有效值和平均值是不一样的，有效值的定义还记得吗，就是说把这个电流加在一个上，若是其发热和另处一个直流电流加在这个电阻上发热效果一样的话，那么这个电流的有效值就等于这个直流的电流值。
所以这个电流的有效值不等于其平均值，普通比其平均值要大。
而且同样的平均值，可以对应无数个有效值，若是把KRP的值选得越大，有效值就会越大，有效值还和占空比D也有关系，总之。
它这个电流波形的外形是休戚相关的。
我就挺直给出有效值的电流公式，这个公式要用积分才干推得出来，我就不推了，只要大家区别开来有效值和平均值就可以了。
电流有效值=电流峰值*根号下的D*（KRP的平方/3-KRP+1）如我现在这个，电流有效值=0.419*根号下0.47*（0.36/3-0.6+1）=0.20A.所以对应于相同的功率，也就是有相同的输入电流时，其有效值和这些参数是有关的，适当的调节参数，使有效值最小，发热也就最小，损耗小。
这便优化了设计。
第三步，开头设计变压器预备工作。
已知了开关频率是100KHZ则开关周期就是10微秒了，占空比是0.47.那么TON就是4.7微秒了。
记好这两个数，对下面实用。
第四步，选定变压器磁芯，这个就是凭阅历了，假如你不会选，就估一个，计算就行了，若是不可，可以再换一个大一点的或是小一点的，不过有的资料上有如何按照功率去选磁芯的公式或是区线图，大家不妨也可以参考一下。
我普通是凭阅历来的。
第五步，计算变压器的原边匝数，原边用法的经径。
计算原边匝数的时候，要选定一个磁芯的振幅B，即这个磁芯的磁感应强度的变幻区间，由于加上方波电压后，这个磁感应强度是变幻的，正是由于变幻，所以其才有了变压的作用，NP=VS*TON/SJ*B，这几个参数分离是原边匝数，，最小输入电压，导通时光，磁芯的横节面积和磁芯振幅，普通取B的值是0.1到0.2之间，取得越小，变压器的铁损就越小，但第1页共2页。
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
3.3
四、计算气隙
反激变压器相当于耦合电感，变换过程中能量存储在气隙中，计算后应验证 气隙足够大以避免饱和。 根据所需电感量计算气隙：
L p = N 2 μμ0
Ae le
4.1
求得所需有效磁导率 u，通过下式计算气隙 lc： μ= 11 l + c μr le
4.2
以上计算方法比较繁琐， 而证：
2.2
I p2 =
2 P0
η DE ( 2 − K rp )
2.3
初级电感：
2 2 i p 2 K rp η E D ( 2 − K rp ) dt Lp = E = E = 2 Po K rp f di DT
2.4
三、计算初、次级匝数
由电磁感应定律得：
Eav = NAe
则：
Np =
dB dt
Eav DT DEav = Ae ΔB Ae K rp Bm f
AP ( cm 4 ) = Aw Ae =
其中Kj单位为A/cm2。
2 Dmax P0 ×104
K rp Bm f η K j K u
1.9
二、计算初级电感量
初级峰值电流 Ip2 计算
E=L P0 = η Pi = η
所以有：
I −I di = LP p 2 p1 dt DT
2.1
1 1 2 2 LP ( I p LP ( I p 2 − I p1 )( 2 − K rp ) I p 2 f 2 − I p1 ) f = η 2 2
则 1.3 代入 1.1 得：
1.3
P0 = Dmax NAeη
dB × I rms dt
1.4
定义变压器原边电流纹波值与电流峰值之比为 Krp，即
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型号:编写:日期:序号参数单位参数说明
1u min 90
V 交流输入电压最小值2u max 265V 交流输入电压最大值3f L 50175
35
Hz 电网频率4f
65
kHz
开关频率
Main out Out2
Out3Out4
518V 直流输出电压(输出电压>1v)62A
次级直流输出电流7P O 3636
000W 输出功率8η80%
电源效率9Z 0.5损耗分配系数10U FB 15V 反馈电压11C IN 101.6UF 输入滤波电容 12U Imin 100V 直流输入电压最小值13U Imax 375V 直流输入电压最大值14U OR 90V 初级绕组的感应电压15U DS(ON)5
V 开关管导通电压
16U F10.5
V 次级绕组肖特基整流管正向压降17U F2 1.2V
反馈电路中高速开关整流管正向压降
18
K RP
0.5
初级绕组脉动电流IR 与峰值电流IP 的比例系数
19D max 48.65%最大占空比(u min 时)20
I AVG
0.450
A
输入电流的平均值
计算数据
U O I O
变压器初级绕组设计参数
工作电压
1
300V
0V
270240
210
180
150
1209060
30
型号:编写:日期:
计算数据
序号参数单位参数说明21I P 1.233A初级绕组峰值电流
22I R0.617A初级绕组脉动电流 IR＝I P·K RP
23I RMS0.657A初级绕组有效值电流
24L P1092.3uh初级绕组电感量
25n 4.8650.0000.0000.000初次级匝数比
26A P0.48055cm4所需A P值，A P=(L P•I P2•104/B w•K0•K j)1.14 TYPE高频变压器的结构参数
.
27磁芯ER28/28PC40铁氧体磁芯型号
28S J82.1mm2磁芯有效横截面积
29A WC114mm2磁芯窗口面积
30A P0.93594mm4磁芯AP值
31l64mm有效磁路长度
32A L2870.00nH/N2磁芯不留间隙时的电感系数
33A WB71.8mm2骨架窗口面积
34b16.1mm骨架宽度
35B AC0.2T交流磁通密度
36N P46匝初级绕组匝数
37N S9000匝次级绕组匝数
型号:编写:日期:
计算数据
序号参数单位参数说明
38N F8匝反馈级绕组匝数
39μO 0.4π X 10-6H/m真空中的磁导率
40μr1780磁芯不留间隙时的相对磁导率
41δ0.160mm磁芯气隙宽度
42A LG0.526uH/匝磁芯留间隙时的电感系数
43B M0.360T锰锌铁氧体磁芯最大磁通密度(B M=0.2～0.3T) 44D fm0.259mm趋肤效应穿透深度
45D m0.519mm单股最大裸线线径(避免趋肤效应)
46M2mm安全边距
47D P0.45mm选取初级绕组单股导线的裸直径(应≤2D fm)
48P p1股初级绕组导线股数
49d p2层初级绕组层数
50S P0.159043mm2初级单股导线的裸横截面积
51J 4.131A/mm2电流密度(J＝4～10A / mm2)
变压器次级绕组设计参数
52I SP 6.246#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A次级绕组峰值电流
53I SRMS 3.419#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A次级绕组有效值电流
54I RI 2.773#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A输出滤波电容上的纹波电流
型号:编写:日期:
计算数据
序号参数单位参数说明55D S0.450mm选取次级绕组单股导线的裸直径(应≤2Dfm) 57P S4股初级绕组导线股数
56S smin0.1590430.0000000.0000000.000000mm2次级绕组裸横截面积
58d s2000层初级绕组层数
59J 5.374#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!A/mm2电流密度(J＝4～10A / mm2)
可以绕制
检测变压器绕线能否容下
60U dmax V最高漏级电压估算值(包括漏感的作用)
61U(BR)S92000V次级绕组整流管最高反向峰值电压
62U(BR)FB82V反馈绕组整流管最高反向峰值电压。