变压器经典计算

1. 反激式开关电源电路

2. 开关变压器功能

a. 磁能转换（能量储存）

b. 绝缘

c. 电压转换

3. 工作流程

a. 根据PWM(脉宽调制法)控制,当晶体管（例功率MOSFET）打开时电流流过变压器初级绕组,这时变压器储存能量（在磁心GAP）,与此同时,因为初级绕组和次级绕组极性不同,整流二极管断开时电流流过次级绕组;

b. 因为次级绕组极性是不同于初级绕组,当晶体管关闭（例功率MOSFET）时存储的能量将被释放（从磁心GAP）. 同时整流管也打开.所以，电流将流过开关电源变压器的次级绕组;

c. 反馈绕组提供PWM工作电压（控制）, 所以反馈绕组的圈数是依照PWM 的工作电压来计算;例如, UC3842B（PWM）工作电压是10-16Vdc ,你必须是依照这个电压计算反馈圈数,否则UC3842B（PWM）将不能正常工作!一般, UC3842B（PWM）损坏时，反馈电压是超过30Vdc.

4. 主要参数对整个路的影响

a. 电感:如果初级电感太低,变压器将储存的能量少，使输出电压不连续;如果次级电感也低,变压器的能量将不能完全释放,所以，输出电压将是非常低;这时PWM将不能正常工作.此时反馈绕组的电感也是过低或过高,

b. 漏电感: 如果漏电感太高,它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组. 它是非常的危险.因为高的尖峰电压可以损坏晶体管!另一方面,漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试,它对整个电流将产生更多的噪音;所以开关变压器要求低漏电感.

c. 绝缘强度:因为初级地是不同次级地;它有一个高电压在初级与次级之间,所以，它有很好的绝缘!

一。基本设计条件

1. 输入85-264V ac /输出5Vdc 2A

2. 最大工作比40% (晶体管关闭和打开的时间比率)

3. 工作频率75kHz

4. 温度等级: class B

二。基本的设计步骤

1.变压器尺寸

Ae*Ap=PB*102/2f*B*j*ŋ*K

Ae---- 有效截面积

Ap---- 磁芯绕线面积

PB ---- 输出功率

f ----- 工作频率

B ----- 有效饱和磁通

j ----- 电流密度

ŋ ----- 变压器效率

K ----- 骨架绕线系数

Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2

Ae*Ap= 0.112(cm4)

根据磁芯数据,我们可以选择EE2219磁芯(东磁); 它的Ae*Ap 值是0.408*0.397=0.162(cm4)

2. 初级临界电感

LMIN=UP2*α2*T*10-6/2P0（H）

LMIN----- 初级临界电感

UP ----- 初级最大电压

α----- 工作比

T ----- 周期

P0 ----- 变压器输入功率

LMIN=115*115*0.4*0.4*13.33*10-6/2*(5+0.7)*2*1.2

LMIN= 1.0(mH)

备注: 根据经验,计算实际输出功率等于1.2倍输出功率

3. 初级峰值电流

IP=2P0/UPMIN*αMAX

IP----- 初级峰值电流

UPMIN----- 初级最大电压

IP = 2*2*(5.0+0.7) *1.2/115*0.4

IP = 0.595(A)

4. 初级绕组圈数

NP=LP*IP*104/Ae*B

NP----- 初级绕组圈数

NP= 1.0*10-3 *0.595*104 /0.395*0.17

NP= 88 (Ts)

5. 次级绕组圈数

NS=NP*US*（1-αMAX）/UPMIN*αMAX

NS----- 次级绕组圈数

US----- 次级最大电压

NS= 88*(5.0+0.7) *(1-0.4)/115*0.4

NS= 7(Ts)

反馈绕组圈数

Nf= 15(Ts)

6. 线径

d=1.13* (I/j)1/2

d----- 线径

Ieff----- 有效工作电流

Ieff= Ip* (α/3)1/2 =0.595*(0.4 /3)1/2 =0.217(A)

dp= 1.13*0.233 (j=4)

dp= 0.26 (mm)

反馈绕组线径 d f= 0.21(mm)

次级使用绞线, d=1.13* (I/j)1/2 =1.13*(2 /4)1/2 =0.8(mm)

din=d/n1/2

din----- 2UEW 线径

n ----- 绞线股数

ds= 0.55*2(mm)