单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程

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单端反激式开关电源中变压器的设计

单端反激式开关电源中变压器的设计变压器作为单端反激式开关电源中的关键部件，在一定时间内具有不变的变换特性，因此具有较强的可靠性。

变压器的设计方案的选择对单端反激式开关电源的工作稳定性和效率都有很大的影响，因此变压器的设计步骤和要求都需要非常精细地考虑。

一、变压器设计步骤1、选择基本参数：在变压器设计中，首先要根据单端反激式开关电源的功率、输入电压、输出电压、铁芯材料、匝数及其他参数等，确定变压器的基本参数。

2、磁材和匝组设计：根据变压器的基本参数，确定变压器的磁芯材料，以及计算求出的空心铁芯的尺寸，以此作为变压器的磁材和匝组设计的参考。

3、选择变压器结构形式：根据变压器的功率大小，以及其应用环境的实际情况，选择工作最稳定的变压器结构形式。

4、绕组设计：针对上述选择的变压器结构形式，根据变压器的基本参数，选择合适的绕组几何参数，并根据电流要求以及其他条件，采用不同的工艺技术完成绕组的设计。

5、振荡线圈设计：由于单端反激式开关电源较复杂，为了实现对电压幅值、相位和线性度的控制，可能要设计振荡线圈。

因此，在实际的设计中，需要根据电路的实际要求，进行振荡线圈的合理设计。

1、电气特性要求：变压器的电气特性包括变换率、耐压要求、绝缘耐压要求、额定功率、工频噪声。

变压器应能满足额定电压比、额定电流、绝缘耐压、额定功率等要求，而且应保持满足所需的线性度要求，并具有良好的耐辐射和抗干扰能力。

2、机械特性要求：机械特性包括尺寸、外形和结构特性。

变压器的结构特性要求包括安装大小、安装方式、绝缘要求、电正性要求等，并要求可以长时间稳定的运行，在正常工作情况下，满足高强度，无变形。

3、热效应要求：在变压器设计中还应考虑高效率、低损耗要求，其中尤其需要考虑到热效应。

热效应要求变压器的绝缘材料具有高的热稳定性；并且磁芯的结构设计要考虑到磁芯材料的热导性和热抗性；另外，还要考虑到电磁绕组材料的空气隙、绕组物理结构等造成的损耗，以确保变压器的热效应稳定可靠。

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。

单端反激式开关电源中变压器的设计

２反激式变压器的设计步骤
经逐渐取代了传统的线性电源，电子、在电气设备和家电领域等
方面得到了广泛的使用。端反激式拓扑结构的变压器，多路单在输出情况下电路简单，本较低且具有效率高等优点，越来越成被多地应用在中小功率的开关电源中。
１反激式变压器工作原理
设计的变压器要求在交流输入电压为１５２５的开关６Ｖ￣６Ｖ电源中能够提供八路电压输出。这八路输出参数分别为：共２路地输出 ± ４／．Ａ；路独立地１Ｖ０２１路独立地１ｖ１ｖ０２３５／．Ａ，５／０５２路独立地￣Ｖ２．Ａ；５／Ａ。设计变压器工作在ＣＣＭ模式下，具体步骤如下。（）１已知参数的确定根据设计要求和电路特点确定以下参数：输入直流电压范围Ｖ～．，作频率ｆ６ｋ，望效率１０８，组输出．Ｖ～工＝６Ｈｚ期１．５多＝电压值Ｖ，出功率Ｐ＝０，关管导通压降Ｖｓ０。因为０输￣５Ｗ开ｄ＝１Ｖ变压器要求有八路输出，所以选择窗口长宽比例较大的Ｅ磁Ｉ芯，便绕组绕制。据功率要求选取Ｐ４方根Ｃ０材质的Ｅ４ｌ０磁芯，磁芯窗口面积Ａ＝１８。４ｍｍ０骨架窗口面积Ａ＝ｍｍ它最大，１Ｏ１，

单端反激式开关电源变压器的设计

·　５９　·研制开发单端反激式开关电源变压器的设计顾伟康（国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，浙江文章针对开关电源变压器设计中存在公式繁多，参数计算困难等问题，提出了一种简单实用的设计方法。

该方法统一了变压器工作在电流连续模式和断续模式下的计算公式，有效解决了原边电感值、线圈匝数、线径、磁芯大小等参数的设计，降低了设计难度，提高了设计效率，并给出了设计实例。

开关电源；反激式变压器；参数Design of Single-Ended Flyback Transformers in Switching Power SupplyGU WeikangHuzhou Power Supply Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co.The paper puts forward a simple and practical design method for there are many issues such as various parameter calculation difficulty in switching power supply transformer. This method unified the formulas of current continuous mode and current discontinuous mode ，effectively solved the original side inductance value core size and so on ，reduced the design difficulty 图1 单端反激式变压器原理图2 单端反激式变压器的设计单端反激式变压器设计流程图如图2所示。

根据下面步骤设计合适的变压器。

2.1 确定系统要求V acmax ，V acmin ，U max ，U min ，V o ，P o ，η等参数值的确定。

单端反激式开关电源变压器设计

单端反激式开关电源变压器设计首先是参数的确定。

设计单端反激式开关电源变压器时，需要确定其输入和输出电压、输出功率、工作频率等参数。

根据实际应用需求和性能要求，确定合理的参数是设计的第一步。

接下来是线圈绕制。

根据确定的参数，计算出合适的线圈匝数和绕线方法。

线圈绕制时，需要注意绕线的密度均匀性和固定性，以避免绕线过松或过紧，影响线圈的性能和寿命。

然后是磁芯选择和计算。

磁芯的选择与设计密切相关，它直接影响到电源变压器的效率、功率损耗和体积等。

根据输入输出电压和功率的关系，可以选择适当的磁芯材料和规格。

同时，需要根据工作频率和磁芯的特性计算线圈的匝数和绕制方法。

绝缘和耐压设计也是单端反激式开关电源变压器设计的重要环节。

电源变压器在工作时会有高电压和高频的信号通过，因此需要进行良好的绝缘和耐压设计。

合理的绝缘材料和绝缘结构可以保证电源变压器的安全可靠性。

在设计过程中，还需要考虑电源变压器的散热和冷却。

电源变压器在工作时会产生一定的热量，需要通过散热和冷却措施来保持合适的温度。

合适的散热风扇和散热片等可以有效地降低电源变压器的温度，提高其效率和寿命。

最后，还需要进行电磁兼容性设计。

电源变压器在工作时会产生一些电磁干扰信号，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施，以防止其对周围电子设备和系统产生干扰。

综上所述，设计单端反激式开关电源变压器是一个比较复杂的工程，需要综合考虑各个方面的问题，并进行合理的计算和设计。

只有在合理选择参数、绕制线圈、选择磁芯、考虑绝缘和耐压、散热和冷却、以及电磁兼容性等问题时进行综合考虑和设计，才能设计出高效、稳定、可靠的单端反激式开关电源变压器。

单端反激AC-DC-DC电源设计

目录1设计要求 (2)2设计原理 (3)2.1高频开关电源的基本组成 (3)2.1.1开关电源的输入环节 (3)2.1.2功率变换电路 (4)2.1.3 控制及保护电路 (5)2.2单端反激电源基本原理 (7)2.2.1共同关系式 (7)2.2.2连续工作模式 (8)2.2.3不连续工作模式（含临界工作模式） (8)3单端反激AC-DC-DC电源的设计 (9)3.1 整流环节设计 (9)3.2滤波环节设计 (12)3.2.1滤波原理 (12)3.2.2 RC滤波电路 (12)3.2.3 LC滤波电路 (13)3.2.4 滤波参数设计 (14)3.3 主电路设计 (16)3.3.1单端反激式开关电源电路的设计 (16)3.3.2反馈环设计 (16)4 模型仿真 (18)4.1 AC DC整流滤波电路仿真 (18)4.2开环系统仿真 (19)4.3 闭环系统仿真 (22)5 小结 (25)参考文献 (26)单端反激AC-DC-DC电源（20V，10W）设计1 设计要求初始条件：设计一个AC-DC-DC电源，具体参数如下：三相交流输入220V/50Hz，输出直流电压20V,纹波系数<5%，功率10W。

要求完成的主要任务:（1）对AC-DC-DC 电源进行主电路设计；（2）控制方案设计；（3）给出具体滤波参数的设计过程；（4）在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真；（5）分析仿真结果，验证设计方案的可行性。

2 设计原理2.1高频开关电源基本组成高频开关电源主要由输入环节、功率变换电路以及控制驱动保护电路3大部分组成。

2.1.1开关电源的输入环节1）输入浪涌电流和瞬态电压的抑制（1）输入浪涌电流抑制在合闸的瞬间，由于输入滤波电容的充电，在交流电源端会呈现非常低的阻抗，产生大的浪涌电流，为了将浪涌电流控制在安全范围内，根据高频开关电源功率的大小，一般采取以下两种方法：一种是限流电阻加开关，另一种是采用负温度系数热敏电阻的方法。

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。

反激开关电源设计步骤

反激开关电源设计步骤一、初步规划1. 首先呢，你得确定这个反激开关电源的功率要求呀。

这就像是盖房子，你得先知道要盖多大的，对吧？功率确定了，才能进行后面的工作呢。

这一步看似简单，但可别小瞧它，要是功率定错了，后面可就麻烦大了！我每次做的时候都会多考虑一下，确保这个功率是符合实际需求的。

2. 接着呢，考虑输入电压范围。

是宽电压输入还是固定电压输入呢？这会影响到后面很多元件的选择哦。

一般来说，我会参考实际的使用环境来确定这个输入电压范围。

你是不是也觉得这一步很关键呀？二、元件选择1. 然后就是变压器啦。

变压器在反激开关电源里那可是相当重要的角色呢！选择的时候，要注意它的匝数比、电感量这些参数。

不过呢，这些参数不用特别精确地计算，大概差不多就行，当然也不能差太多哈。

我在选变压器的时候，会多找几个不同规格的对比一下，选一个最合适的。

2. 再就是开关管的选择啦。

这个开关管要能承受住电路中的电压和电流哦。

这一步我通常会花点时间去查看各种开关管的参数手册，找到最适合的那个。

你可千万别随便选一个就用，不然很可能会出问题的！三、电路设计1. 开始设计电路布局的时候，要把输入部分、输出部分还有控制部分合理地安排好。

这就像安排家里的家具一样，要让它们都呆在合适的地方。

这一步呢，每个人可能有不同的习惯，你可以根据自己的想法来安排，但是基本的原则还是要遵循的呀。

我有时候也会在这一步纠结一下，到底怎么布局才最好呢，哈哈。

2. 然后要设计反馈回路。

这个反馈回路可是保证电源稳定输出的关键呢！这一步要特别小心哦！我通常会再检查一次，真的，确认无误是关键。

如果反馈回路设计不好，电源的输出就会不稳定，那这个电源可就没法正常工作啦。

四、调试阶段1. 电路搭建好之后，就可以开始调试啦。

先给电路加上一个小的输入电压，看看有没有异常情况。

这时候你要特别留意有没有冒烟或者发出奇怪的声音之类的。

要是有，那肯定是哪里出问题了。

这一步其实还蛮简单的，但有时候我也会不小心漏掉哈所以大家一定要细心哦。

DCDC单端反激式变换电路设计实验

实验四十八DC/DC单端反激式变换电路设计实验(信号与系统一电力电子学一检测技术综合实验)实验原理1.单端反激变换电路基本原理在基本的直流/直流变换器中引入隔离变压器，可以实现变换器的输入端和负载端的电气隔离，从而提高运行的安全可靠性和电磁兼容性。

同时当电源电压输出电压V o相差较大时，也不会导致占空比置多个二次绕组输出几个不同的直流电压。

D接近1或0。

而且引入变压器后，可以设图48-1 隔离式单端反激电路的原理图48-1是单端反激变换电路原理图。

电路仅有一个开关管，隔离变压器的磁通只能单方向变化。

当有正向偏压加在开关晶体管T的基极上时，T导通，当集电极一发射极间的电压达到饱和电压V C E ( sat )时，输入电压加在变压器的初级绕组上的电压。

同时，在变压器的次级绕组中感应岀反极性的电压，次极的二极管D中没有电流流过，次级绕组处于开路状态。

这时变压器内部并没有能量传递，电源提供给初级绕组的能量全部存储在变压器中。

开关管断开时，电源停止向初级绕组提供电能，同时变压器绕组产生反向电动势，次级电路的二极管D导通。

变压器内存储的能量向输出侧释放出来，给负载供电，因此该电路称为单端反激变换电路。

2.自激式单端反激变换器原理及其设计图48-2是一种常见的自激式单端反激变换电路，简称RCC电路(Ringing Choke Converter)，广泛应用于50W以下的开关电源，它不需要专门的振荡电路，结构简单，由输入电压与输入、输岀电流改变频率。

(1)自激原理RCC电路的电压和电流波形如图48-3所示。

输入电压V1是输入交流电压经整流的直流电压。

当V1加到输入端时，V1通过电阻R B和晶体管VT1的基—射级给VT1的基极一个正的偏置电压，使VT1导通，变压器T1的初级绕组流过励磁电流，而此时感应到次级的电V s和负载所需的即为斜率为V i / L 的直线，如图 48-3(a)所示。

由于t on 期间能量全部积聚在变压器中，所以初级绕组电流持续增加，并激励磁通增加。

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: Iୟ୴୥ൌ୔౟୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ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:I୔୏ൌ୏כ୔౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ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>୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(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1I୅୚ୋൌP୧V୧୬୫୧୬I୔୏ൌIୟ୴୥D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵ୤D୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsL୔ൌ୚౟౤ౣ౟౤כ୘౥౤୍ౌే(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(cmଶሻNPൌ୐ౌכ୍ౌే୼୆כ୅౛כ10଺L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭൅Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟ൅Vୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L ୔=୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈ୍ౌేכ୤౥౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比：n=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ=୒౩୒౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכ୲౥౤୍౦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 ୔ൌ1000ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH变压器次级圈数：Ns>୬כ୍౦כ୐౦ୗכ୆ౣ*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 ୔ൌ100ට୐ౌ୅ై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=୒౩୒ౌ=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ晶体管的基极电流I ୆=୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N ୔*n N ୱଵ=୒౦כሺ୚౥ା୚ౚሻכሺଵିୈౣ౗౮ሻ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈౣ౗౮多路输出时N ୱ୶=ሺ୚౥౮ା୚ౚ౮ሻכ୒౩భ୚౥భା୚ౚభ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 ୵ൌ୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(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VO‎R。

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TO‎N，用（1-D）来代替TO‎F F。

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VOR‎=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。

单端反激式开关电源变压器设计程序

单端反激式开关电源变压器设计程序
单端反激式开关电源变压器设计程序
只要输入条件项目参数,电感和圈数可自动计算出来，然后在根据计算的参数作为参考调整。

条件项目:数值单位数值单位
输入AC电压最小165.0 V占空比
输入AC电压最大235.0 VKrp取值0.6
工作频率50000.0 HZ效率0.8
初级反射电压135.0 VBm0.2 T
输出直流电压124.0 V负载电流12.0 A
输出直流电压224.0 V负载电流22.0 A
输出直流电压324.0 V负载电流30.1 A
输出直流电压45.0 V负载电流40.5 A
反馈电压16.0 V负载电流5A
输出直流功率100.9 w电流密度400.0 A/cm2
窗口利用系数Ku 0.4
一. 根据AC输入电压计算出最小输入DC电压和最大输入DC电压
电压数值单位
Emin:222.8 V
Emax329.0 V。

DC-DC单端反激式变换电路设计实验2013-6-27.

电气学科大类10 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:检测技术基本实验)姓名学号专业班号同组者1 学号专业班号同组者1 学号专业班号指导教师日期 2013年6月24日实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容（此列由学生自己填写）实验分值评分设计性实验实验名称/内容实验分值评分实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验设计性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (2)实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验目标 (1)三、实验方案综述 (1)四、实验步骤 (4)五、实验结果及分析 (4)六、实验小结 (8)参考文献 (9)实验四十八、DC/DC 单端反激式变换电路设计实验一、实验目的1.了解自激式单端反激变换电路的原理，并掌握其设计方法；2.熟练掌握光耦隔离器件的原理及使用方法；3.利用光耦隔离器件为单端反激变换电路设计一个反馈回路。

二、实验目标1.额定输入电压为50V ，额定输出电压为10V 。

2.利用“实验电路板B07”验证单端反激电路的工作及隔离变压器的反馈效果；3.自主设计一个光耦反馈回路，并能实现输入电压在40-70V 变化时输出电压保持为额定电压的功能。

三、实验方案综述(一)自激式单端反激变换电路的基本工作原理图1自激式单端反激变换电路上图1为自激式单端反激变换电路，当V 1加到输入端时，通过启动电阻R B和晶体管VT1的基射极给VT1的基极一个正的偏置电压，使VT1导通，变压器T1的初级绕组流过励磁电流，而次级V2因二极管的阻挡而不给负载供电，存储能量。

此时，绕组N P ’电压给电容C B 充电并供给VT1 基极电流，最终使VT1饱和导通。

由于t on 期间能量全部聚集在变压器中，所以初级绕组电流持续增加，并激励磁通增加，最终使变压器磁路达到饱和，磁通变化率为0，因而感应到基极绕组N P ’的电压为零，此时电容C B 上电压左负右正并通过绕组N P ’-VT1的基极-基极电阻-电容C B 构成的回路放电，放电电流抽取了VT1的基极电流，使变压器初级电流减小，于是感应到绕组N P ’上的电压与电容C B 上的电压正方向一致，从而加速了抽取基极电流的过程，使VT1加速关断。

单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程

单端反激式DC/DC 开关电源变压器的设计全过程，xuguoping 分享与世纪电源网的网友变压器的参数计算：（1）变压器的设计要求：输出电压：10V ～3KV ，8mA （变压器输出之后三倍压）输入电压：24 1V±工作频率：50KHZ最大占空比：45％变换效率：80％（2）基本参数计算：输入最小电压：min IN V =－IN V V ＝24－1－0.5＝22.5V输出功率：OUT OUT OUT P U I =30000.00824()W =×=输入功率：OUT IN P P η=2430()0.8W == （3）选择磁芯：由于输出功率为24W ，需要留有一定的余量，选择磁芯的型号为：EI-28。

其具体参数如下：材料：PC40；尺寸：28.0*16.75*10.6（mm）；P A ：0.6005（）；：86 4cm e A 2mm W A ：69.83；：4300；2mm L A 2/nH N S B ：500mT （） 390mT （10） 25o C 0o C 使用时为防止出现磁饱和，实取磁通密度m B = 250 mT（4）粗略估计匝数比以及最大占空比（通过实际计算）min (1)OUT MAX IN MAX V D N V D −= 30000.5522.50.45×=× 162.9=（求出结果后然后取整为Nm ）因为匝数比可以根据设计理念修正为M N ＝165，从而可以产生新的MAX Dmin OUT MAX M IN OUT V D N V V =+ 300022.51653000=×+44.7%=（5）计算初级平均电流，峰值电流和电流的有效值由于输出功率为24W ，用电流连续模式（CCM ）比较适合。

这里取为0.6RP K .min min IN OUT P AVG IN IN P P I V V η== 240.822.5=×1.333A =.1[1]2P AVG P RP MAX I I K D =− 1.333(10.50.6)0.447=−××4.26A=.P RMS P I I ==2.054A =.P RMS I －电流有效值，P I －峰值电流，.P AVG I －平均电流，（RP K R RP PI K I =）电流比例因数，MAX D －最大占空比；利用Krp 的值可以定量描述开关电源的工作模式，若Krp=1.0，即峰值电流和脉动电流相等，开关电源工作在断续模式；若Krp<1.0,峰值电流大于脉动电流，开关电源工作在连续模式。

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的设计

反激式开关电源变压器的设计反激式开关电源变压器是一种常见的变压器类型，广泛应用于电子设备和通信设备中。

它具有体积小、效率高以及输出电压稳定等优点。

本文将分别从设计原理、工作方式和设计步骤等方面对反激式开关电源变压器的设计进行详细介绍。

一、设计原理二、工作方式反激式开关电源变压器的工作方式可以分为两个阶段：储能和传输。

在储能阶段，开关管打开，电流通过变压器一侧的绕组进行储能；在传输阶段，开关管关闭，储存的能量被转移到变压器另一侧的绕组上，最后输出所需的电压。

三、设计步骤1.确定输入电压和输出电压的需求。

根据实际应用需求确定输入电压和输出电压的范围。

2.计算变压器的变比。

根据输入电压和输出电压的比例计算变压器的变比N。

3.计算变压器的功率。

根据输出电压和输出电流计算变压器的功率，确保变压器能够承受所需的功率。

4.确定变压器的工作频率。

根据实际应用需求选择合适的工作频率，通常在20kHz到200kHz之间。

5.计算变压器的参数。

根据变压器的变比、工作频率和功率计算变压器的参数，包括绕组的匝数、铁芯的尺寸等。

6.选择合适的磁性材料。

根据变压器的参数选择适合的磁性材料，常用的材料有软磁合金和磁性氧化铁等。

7.进行原型设计和测试。

根据上述设计参数制作变压器的原型，并进行测试以验证设计结果的准确性。

8.进行参数调整和优化。

根据原型测试结果进行参数调整和优化，以实现更好的性能和效果。

9.进行批量生产。

当设计满足要求时，可以进行批量生产并进行产品验证和测试。

总结：。

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求 (2)■步骤1_确定应用需求 (2)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (2)■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX，并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (2)3.1、选择输入存储电容CIN的容量 (2)3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (2)■步骤4_输入整流桥的选择 (2)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (2)■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP：当KP≤1时，KP=KRP;当KP≥1时，KP=KDP (2)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX (2)■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (2)■步骤9_基于AC输入电压，VO、PO以及效率选定MOS管芯片 (2)■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI (2)■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性 (2)■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性 (2)■步骤13_计算初级电感量LP (2)■步骤14_选择磁芯和骨架，再从磁芯和骨架的数据手册中得到，，和BW 的参考值 (2)■步骤15_设定初级绕组的层数L以及次级绕组圈数（可能需要经过迭代的过程） (2)■步骤16_计算次级绕组圈数以及偏置绕组圈数 (2)■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG (2)■步骤18_步骤23-检查。

如果有必要可以通过改变L、或磁芯/骨架的方法对其进行迭代，知道满足规定的围 (2)■步骤24 –确认4200高斯。

如有必要，减小限流点降低因数 (2)■步骤25 –计算次级峰值电流 (2)■步骤26 –计算次级RMS电流 (2)■步骤27 –确定次级绕组线径参数、、 (2)■步骤28 –确定输出电容的纹波电流 (2)■步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压 (2)■步骤30 –参照表8，基于VOR及输出类型选择初级钳位电路中使用的钳位稳压管以及阻断二极管 (2)■步骤31 –根据表9选择输出整流管 (2)■步骤32 –输出电容的选择 (2)■步骤33 –后级滤波器电感L和电容C的选择 (2)■步骤34 –从表10选择偏置绕组的整流管 (2)■步骤35 –偏置绕组电容的选择 (2)■步骤36 –控制极引脚电容及串联电阻的选择 (2)■步骤37 –根据图3、4、5及6中所示的参考反馈电路的类型，选用相应的反馈电路元件 (2)■步骤38 –环路动态补偿设计 (2)■系统应用需求交流输入最小电压：VACMIN，单位V交流输入最大电压：VACMAX，单位V交流输入电压频率：FL，单位HZ开关频率：FS，单位KHZ输出电压：Vo，单位V输出电流：IO，单位A电源效率：η负载调整率：SI损耗分配因子：Z空载功率损耗：P_NO_LOAD，单位MW输出纹波电压：VRIPPLE，单位MV■步骤1_确定应用需求●交流输入最小电压：VACMIN●交流输入电压频率：FL50HZ或者60HZ，详见世界电网频率表。

开关电源设计不可不看--Flyback电路原理

Flyback转换器电路是由Buck-Boost电路，利用磁性元件耦合的功能衍生而来，所以要探讨Flyback电路，必须先从Buck-Boost电路开始。

一、Flyback电路简介（一）Flyback电路架构Flyback变换器，俗称单端反激式DC－DC变换器，又称为返驰式(Flyback)转换器，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，因此得名.Flyback变换器是在主开关管导通期间，电路只储存而不传递能量；在主开关管关断期间，才向负载传递能量的一种电路架构。

（1）Flyback变换器理论模型如图。

（2）实际电路结构根据Flyback变压器的同名端绕制方式，有下面两种形式，这两个电路实质上是一样的。

当然，Flyback电路还有其他衍生形式（见附录I）。

（二）Flyback变换器优点（1）电路简单，能高效提供多路直流输出，因此适合多组输出的要求。

（2）转换效率高，损失小。

（3）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。

（三）Flyback变换器缺点（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(C.C.M.)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C.C.M./D.C.M.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。

二、Buck －Boost 转换器工作原理所有的导出型转换器都保留其基本转换器的特性；要了解Flyback 转换器，要从其基本转换器Buck －Boost 电路开始。

（一）Buck －Boost 电路组成Buck －Boost 电路由一个开关晶体管，一个功率二极管，一个储能电感和一个输出电容组成，见图1。

反激式开关电源设计详细流程

反激式开关电源设计详细流程1.确定需求：首先要明确设计电源的输入电压和输出电流的需求，以及设计的环境条件，如工作温度范围和工作效率等。

2.选择主要元器件：根据需求确定选择适配器的主要元器件，包括变压器、MOSFET、二极管、电感器、电容器等。

3.设计变压器：变压器是反激式开关电源中的一个重要元器件，主要功能是提供电源输出的隔离和变压功能。

根据需求设计变压器的变比和功率，确定铁芯材料和绕线参数，如线径和绕线圈数等。

4.选择MOSFET：MOSFET是电源开关的关键元器件，它需要具备低导通和开关损耗、高效率和可靠性等特点。

根据需求选择合适的MOSFET，通过计算和模拟分析确定导通和关断时的最大功率损耗。

5.设计电感器和电容器：电感器和电容器用于滤波和稳压，通过计算和模拟模拟设计电流和电压波形，选择合适的电感值和电容值，以保证输出电流和电压的稳定。

6.设计控制电路：根据反激式开关电源的工作原理，设计适当的控制电路，用于控制开关管的导通和关断。

控制电路包括脉宽调制（PWM）控制和电流/电压反馈控制，以确保输出电流和电压的稳定和可靠。

7.选择和设计保护电路：反激式开关电源需要一些保护电路，如过压保护、过流保护、短路保护等。

根据设计需求选择合适的保护元器件和电路，以防止电源和被供电设备的损坏。

8.PCB设计：根据电路设计和布局要求进行PCB设计，包括元器件的布局、走线、线宽、间距等。

同时要考虑电磁兼容性（EMC）和热管理的问题。

9.原理图和PCB布线优化：通过仿真软件对电路进行仿真和优化，优化电路的参数和特性，如输出电压波形、效率和稳定性等。

10.系统测试与调试：完成PCB的制作和组装后，进行系统测试与调试，测试电源的输出性能、稳定性和保护功能等，并进行必要的调整和优化。

11.电源性能评估：对设计的电源进行性能评估，包括效率、功率因数、纹波和噪声等，以确保其符合设计要求和行业标准。

12.生产和质量控制：根据设计要求进行电源的批量生产，并进行质量控制，包括检测和测试，以确保产品的质量和可靠性。