单级PFC高频变压器设计及参数计算详解
高频变压器的设计公式
高频变压器的设计公式电源高频变压器的设计方法简介设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反应式电流不连续电源高频变压器为例，向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。
设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。
设计步骤：1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会到达峰值，此值等于功率管的峰值电流。
由电感的电流和电压关系V=L*di/dt可知：输入电压：Vin(min)=Lp*Ipp/Tc 取1/Tc=f/Dmax，那么上式为：Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax其中： V in ：直流输入电压，VLp ：高频变压器初级电感值，mHIpp ：变压器初级峰值电流，ADmax：最大工作周期系数f ：电源工作频率，kHz在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为：Pout=1/2*Lp*Ipp2*f将其与电感电压相除可得：Pout/Vin(min)=Lp*Ipp2*f*Dmax/(2*Lp*Ipp*f) 由此可得：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)其中：Vin(min)=1.4*Vacin(min)-20V(直流涟涉及二极管压降)=232V，取最大工作周期系数Dmax=0.45。
那么：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)=2*70/(232*0.45)=1.34A当功率管导通时，集极要能承受此电流。
2、求最小工作周期系数Dmin 在反应式电流不连续电源中，工作周期系数的大小由输入电压决定。
Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax]其中：k=Vin(max)/Vin(min)Vin(max)=260V*1.4-0V(直流涟波)=364V，假设允许10%误差，Vin(max)=400V。
高频变压器设计解读
高频变压器设计解读高频变压器是现在电子变压器行业关注的热点，想来很多工程师对高频变压器的设计方法应该都挺感兴趣的，今天和大家分享高频变压器设计方法的详解，希望对大家有用。
高频变压器的设计包括：线圈参数的设计，磁芯材料的选择，磁芯结构的选择，磁芯参数的设计，组装结构的选择等内容。
下面对高频变压器线圈参数的计算与选择、磁芯材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的设计和组装结构的选择进行详细介绍。
高频变压器线圈参数的计算与选择高频变压器的线圈参数包括：匝数、导线截面(直径)、导线形式、绕组排列和绝缘安排。
原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定，匝数不能过多也不能过少。
如果匝数过多，会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少，在外加激磁电压比较高时，有可能使匝间电压降和层间电压降增大，而必须加强绝缘[5]。
副绕组匝数由输出电压决定。
导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。
还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。
高频变压器的绕组排列形式有：①如果原绕组电压高，副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排②如果要增加原和副绕组之间耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式，这样有利于减少漏感。
另外，当原绕组为高压绕组时，匝数不能太少，否则，匝间或者层间电压相差大，会引起局部短路。
对于绝缘安排，首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。
等级低，满足不了耐热要求，等级过高，会增加不必要的材料成本。
其次，对在圆柱形磁路上绕线的线圈，最好采用线圈骨架，既可以保证绝缘，又可以简化绕线工艺。
另外，线圈最外层和最里层，高压和低压绕组之间都要加强绝缘。
如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜，加强绝缘应垫2～3层绝缘薄膜。
高频变压器磁芯材料的选择高频变压器磁芯一般使用软磁材料。
高频变压器简单计算方法
高频变压器简单计算方法
高频变压器是一种用于变换交流电压的电器设备。
虽然计算高频变压器的精确参数需要更加复杂的方法和考虑更多的因素，但是在一些简单的应用中，我们可以使用一些基本的计算方法来估算高频变压器的参数。
首先，我们需要知道高频变压器的输入电压（Vin）、输出电压（Vout）、频率（f）和功率（P）。
如果其中任何一个参数未知，我们可以使用其他已知参数来确定。
请注意，这些计算方法是基于一些基本的假设和限制的，可能会有一定的误差。
1. 估算变压器的输出电流：
变压器的输出电流（Iout）可以通过下面的公式进行估算：
Iout = P / Vout
2. 估算变压器的变比：
变比（N）表示输入电压和输出电压之间的比例关系。
可以通过下面的公式进行估算：
N = Vin / Vout
3. 估算变压器的电感：
变压器的电感（L）可以通过以下公式进行估算：
L = (Vout * N) / (2 * π * f * Iout)
这些是一些基本的计算方法，可以帮助我们初步估算高频变压器的一些参数。
然而，考虑到高频变压器的复杂性和一些特殊的应用要求，更精确的计算方法可能需要进一步的分析和模拟。
因此，在实际设计和应用中，建议咨询专业的电气工程师或使用专业的电路设计软件来确保准确性和可靠性。
请记住，电气设备涉及到高压和高电流，操作时务必小心谨慎，并遵循相应的安全规定。
如何计算高频变压器参数
如何计算高频变压器参数高频变压器是一种用于转换电能的电子设备，它对输入电压进行调整和转换，以产生所需的输出电压。
了解和计算高频变压器的参数对设计和使用变压器至关重要。
以下是计算高频变压器参数的方法：1.额定功率和电流：首先确定所需的额定输出功率和电流。
额定功率指的是变压器所能提供的最大输出功率，而额定电流指的是变压器能够承受的最大电流。
2.额定电压比：确定输入电压和输出电压之间的额定电压比。
额定电压比是变压器输入和输出电压之间的比值。
根据所需的输出电压和输入电压来计算额定电压比。
3.磁感应强度和磁通密度：磁感应强度是磁场的强度，通过变压器的铁芯。
磁感应强度的大小取决于所需的输出功率和频率，以及变压器的尺寸和材料。
磁通密度是磁通通过单位面积的量度，计算方法为B=Φ/A，其中B为磁通密度，Φ为磁通量，A为磁路截面积。
4.磁路长度和磁路截面积：磁路长度是磁通从变压器的输入端流向输出端所需的路径长度。
磁路截面积是铁芯截面的面积。
根据所需的输出功率和输入电流，以及变压器的尺寸和材料来计算磁路长度和磁路截面积。
5.匝数比：根据额定电压比和磁路截面积来计算变压器的匝数比。
匝数比指的是输入线圈和输出线圈之间的匝数比。
匝数比的大小取决于所需的额定电压比和变压器的磁路截面积。
6.铜线直径和电流密度：铜线直径是变压器线圈所用的铜线的直径。
电流密度是单位截面积内所流经的电流量。
根据所需的额定电流和铜线的电阻来计算铜线直径和电流密度。
7.线圈绕制数和线圈厚度：根据变压器的匝数比和线圈长度来计算输入线圈和输出线圈的绕制数。
线圈厚度是线圈绕制的厚度。
根据所需的输出功率和变压器的尺寸来计算线圈绕制数和线圈厚度。
单级PFC反激变压器计算
单级PFC反激变压器计算
首先，需要明确的是，单级PFC反激变压器的计算涉及到许多参数，
例如输入电压、输出电压、输入电流波形、输出电流波形等。
下面我们将
逐一介绍这些参数的计算方法。
1.输入电压：
输入电压通常由电网提供，可以通过标准的测量仪器来测量。
在计算
过程中，需要使用有效值，即RMS值。
对于三相系统，输入电压通常是线
电压，而不是相电压。
因此，需要将相电压转换为线电压。
转换公式如下：线电压=相电压×√3
2.输出电压：
输出电压由反激变压器提供，可以根据设计要求来确定。
通常，输出
电压应与输入电压相同。
输出电压的有效值由设计要求来确定。
3.输入电流波形：
输入电流的波形通常是脉冲状的，可以通过一些简单的数学模型来计算。
输入电流的波形通常由开关管的导通/关断时间来确定。
开关管导通
时间的计算方法如下：
导通时间=输出电压周期×开关管导通占空比
关断时间由反激变压器的控制电路来控制，可以根据设计要求来确定。
4.输出电流波形：
输出电流波形通常是脉冲状的，可以根据输入电流波形和反激变压器的变换比例来计算。
输出电流的波形通常由变压器的耦合度来确定，可以通过设计要求来确定。
以上是单级PFC反激变压器计算的主要参数。
在实际计算的过程中，还需要考虑一些其他因素，例如电感、电容、损耗等。
这些因素可以通过一些标准的电路分析方法来计算。
专业高频变压器设计计算公式大全
专业高频变压器设计计算公式大全在设计变压器时，需要考虑多个因素，包括输入和输出电压、电流、功率、频率、磁通密度、磁路结构等。
下面是一些常用的变压器设计计算公式：1.需求计算公式：(1)计算输入和输出功率：P=V*I其中，P是功率，V是电压，I是电流。
(2)计算变压器变比：N=V1/V2其中，N是变比，V1是输入电压，V2是输出电压。
(3)计算输入和输出电流：I1=P/V1，I2=P/V2其中，I1是输入电流，I2是输出电流。
2.磁路计算公式：(1)计算磁路截面积：A=B/(f*μ*H)其中，A是磁路截面积，B是磁感应强度，f是频率，μ是磁导率，H 是磁场强度。
(2)计算磁通量：Φ=B*A其中，Φ是磁通量。
(3)计算铁心横截面积：S=Φ/B其中，S是铁心横截面积。
3.匝数计算公式：(1)计算初级匝数：N1=(V1*10^8)/(B*f*A)其中，N1是初级匝数。
(2)计算次级匝数：N2=(V2*10^8)/(B*f*A)其中，N2是次级匝数。
4.器件尺寸计算公式：(1)计算铁芯尺寸：U=1.8*(Lc/μ)*B*H/Bm其中，U是铁芯尺寸，Lc是直径或长度，B是磁感应强度，H是磁场强度，Bm是饱和磁感应强度。
(2)计算绕线长度：Lw=π*D*(N1+N2)其中，Lw是绕线长度，D是变压器内径。
(3)计算线径：d=(I*K)/(0.4*J*D)其中，d是线径，I是电流，K是充填系数，J是电流密度，D是变压器内径。
这些公式提供了一些变压器设计的基本计算方法。
在实际设计中，还需要考虑到其它因素，如损耗、效率、温升等，以确保设计的变压器满足要求。
单级PFC高频变压器设计及参数计算详解
单级PFC高频变压器设计及参数计算详解单级PFC高频变压器设计及参数计算详解由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商业照明必需大于0.9。
对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。
即节省空间又节约成本。
接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。
以一个60W的实例来进行讲解：输入条件：电压范围：176~265Vac 50/60HzPF>0.95THD<25%效率ef〉0.87输出条件：输出电压：48V输出电流：1.28A第一步：选择ic 和磁芯：Ic用士兰的SA7527，输出带准谐振，效率做到0.87应该没有问题。
按功率来选择磁芯，根据以下公式：Po=100*Fs*VePo：输出功率；100：常数；Fs：开关频率；Ve：磁芯体积。
在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作频率选择：50000Hz；则：Ve=Po/（100*50000）=61.4/（100*50000）=12280 mmmPQ3230的Ve值为：11970.00mmm，这里由于是调频方式工作。
完全可以满足需求。
可以代入公式去看看实际需要的工作频率为：51295Hz。
第二步：计算初级电感量。
最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249V。
最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V。
最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。
最大占空比的选择: 宽电压一般选择小于0.5，窄电压一般选择在0.3左右。
考虑到MOS管的耐压，一般不要选择大于0.5 ，220V供电时选择0.3比较合适。
在这里选择：Dmax=0.327。
最大输入电流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55AMOS管最大峰值电流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A初级电感量：Lp= Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3 =0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000=482.55 uH取500uH。
高频变压器设计计算公式
气隙 长度
Lg(㎜) 0.533194699 单反激Ns
Lp(mH) 1.74 初级匝数Np 108
Ip(A) 0.54 Vp(v) 234
Ae(m㎡) 83 Vs(v) 12.6
△B(mT)
0.12 1-a工作比 0.6 a工作比 0.4
次级Ns
8.723076923 正激及双极性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
圈数比等于电压比(初级匝数Np与次级Ns计算公式通用) 为结果 为平方根 为输入参数
NpAe△B=Vton=LpIp 初级匝数Np 93.97590361 匝数 计算 公式 Ae(m㎡) 83 Ae(c㎡) 93.98795181 Lp(mH) 1.738285714 Ip(A) 0.538461538 0.83 Vp(v) 234 Vp(v) 234
△B(mT)
Vp(v) 234 Lp(mH) 1.74 T(us) 10 Ton(us) 4
为结果
为平方根 拓扑结构 单反激 单正激 桥式整流 全波整流 峰值电流Ip(A) 0.538 0.5 8 40
为输入参数 a工作比 0.36514837 0.63245553 0.89442719 1.34164079 0.4 0.4 0.4 0.4
线径总截面积S（m㎡） 电流有效值(A) 电流密度(A/m㎡) 电流有效值(A) 0.166666667 导线 线径 线径总截面积S（m㎡） 计算 公式 0.19625 0.166666667 0.75 根数 1 1 4.5 D直径（㎜） 0.5 0.460775678 0.196449824 0.316227766 7.155417528 26.83281573
ton(us) 4 Ip(A) 0.538 Po(W) 25.2 Po(W) 25.2
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单级PFC高频变压器设计及参数计算详解
由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商业照明必需大于0.9。
对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。
即节省空间又节约成本。
接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。
以一个60W的实例来进行讲解：
输入条件：
电压范围：176~265Vac 50/60Hz
PF>0.95
THD<25%
效率ef〉0.87
输出条件：
输出电压：48V
输出电流：1.28A
第一步：选择ic 和磁芯：
Ic用士兰的SA7527，输出带准谐振，效率做到0.87应该没有问题。
按功率来选择磁芯，根据以下公式：
Po=100*Fs*Ve
Po：输出功率；100：常数；Fs：开关频率；Ve：磁芯体积。
在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作频率选择：50000Hz；则：
Ve=Po/（100*50000）
=61.4/（100*50000）=12280 mmm
PQ3230的Ve值为：11970.00mmm，这里由于是调频方式工作。
完全可以满足需求。
可以代入公式去看看实际
需要的工作频率为：51295Hz。
第二步：计算初级电感量。
最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249V。
最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V。
最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。
最大占空比的选择: 宽电压一般选择小于0.5，窄电压一般选择在0.3左右。
考虑到MOS管的耐压，一般不要
选择大于0.5 ，220V供电时选择0.3比较合适。
在这里选择：Dmax=0.327。
最大输入电流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A
最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A
MOS管最大峰值电流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A
初级电感量：Lp= Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3
=0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000
=482.55 uH
取500uH。
第三步：计算初级匝数NP：
查磁芯资料，PQ3230的AL值为：5140nH/N^2,在设计反激变压器时，要留一定的气息。
选择0.6倍的AL值比较合适。
在这里AL我们取：
AL=2600nH/N^2
则： NP =(500/0.26)^0.5=44
第四步：次级匝数NS：
VOR=VDmin*Dmax
=249*0.327=81.4
匝比n=VOR/Vo=81.4/48=1.696
NS=NP/n=44/1.686=26
第五步：计算辅助绕组NA
查看IC的datasheet，知道VCC为11.5~30V。
在这选16V。
NA=NS/（Vo*VCC）=26/（48/16）=8.67 取9。
绕法：
总结
通过样品的测试，实验结果为：整机效率0.88，PF值：176V时0.989；220V时0.984；265V时0.975。
变压器温升25K。
在整个变压器设计过程中。
简化了一些东西。
比如二极管的压降。
对比一下，与一般反激式的变压器有点一致。
只是由于整流桥后没有接大容量的电解电容。
实际的直流最低电压没有1.414倍。