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
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 ）。
正激式开关电源的设计讲解
7-3正激式开关电源的设计中山市技师学院曷中海由于反激式开关电源中的开关变压器起到储能电感的作用，因此反激式开关变压器类似于电感的设计，但需注意防止磁饱和的问题。
反激式在20〜100W的小功率开关电源方面比较有优势，因其电路简单，控制也比较容易。
而正激式开关电源中的高频变压器只起到传输能量的作用，其开关变压器可按正常的变压器设计方法，但需考虑磁复位、同步整流等问题。
正激式适合50〜250W之低压、大电流的开关电源。
这是二者的重要区别！7.3.1技术指标正激式开关电源的技术指标见表7-7所示。
7.3.2工作频率的确定工作频率对电源体积以及特性影响很大，必须很好选择。
工作频率高时，开关变压器和输出滤波器可小型化，过渡响应速度快。
但主开关元件的热损耗增大、噪声大，而且集成控制器、主开关元件、输出二极管、输出电容及变压器的磁芯、还有电路设计等受到限制。
这里基本工作频率f o选200kHz，则1 1T = 一 = ---------- 3 =5(isf0 200 "O3式中，T为周期，f0为基本工作频率。
7.3.3最大导通时间的确定对于正向激励开关电源，D选为40%〜45%较为适宜。
最大导通时间t O N m ax为t oNmax=T D max ( 7-24)D max是设计电路时的一个重要参数，它对主开关元件、输出二极管的耐压与输出保持时间、变压器以及和输出滤波器的大小、转换效率等都有很大影响。
此处，选D max =45%。
由式(7-24),则有电压V O更小。
图7-26 “等积变形”示意图根据式（7-25）,次级最低输出电压V2min为V2 minV O V L V F Tt oN max0.5 5=I4V 2.25式中，V F取0.5V （肖特基二极管），V L取0.3V。
2•变压器匝比的计算正激式开关电源中的开关变压器只起到传输能量|的作用，是真正意义上的变压器, 绕组的匝比N为V2根据交流输入电压的变动范围160V〜235V，则V I =200V〜350V, V|min=200V ,N =V|min= 200~ 14.3V2 min 14把式（7-25）、（7-25）整合，则变压器的匝比N为V im in D maxN =V O V L V F7.3.5变压器次级输出电压的计算变压器初级的匝数N!与最大工作磁通密度B m （高斯）之间的关系为max V|minB m S 104初、次级(7-26)所以有(7-27)(7-28)式中，S为磁芯的有效截面积（mm2）, B m为最大工作磁通密度。
反激式开关电源变压器设计参看详解
Npri(V01+VD1)(1-Dmax)
NS1 =
(匝)
Vin(min) Dmax
8. 计算二次其它绕组所需匝数Nsn
Nsn =
(Von+VDn) Ns1 V01 + VD1
(匝)
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反激式开关电源变压器设计(2)
1.9 检查相应输出端的电压误差
Vsn
δVsn%=(( =
N’sn-Vsn)/Vsn)x100%
0.65(16)
0.5(11)
0.80(20)
1.1(30)
1.1(30)
1.4(35)
1.5(38)
1.8(47)
2.0(51)
2.4(60)
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反激式开关电源变压器设计(2)
第二种是计算方式，首先假定变压器是单绕组，每增加一个绕组并考 虑安规要求，就需增加绕组面积和磁芯尺寸，用“窗口利用因数”来修整 单绕组电感磁芯尺寸按下式计算：
A’p=Knet.Ap
按照上计算A’P值,加一定裕度,选取相适应的磁芯.
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反激式开关电源变压器设计(2)
4. 计算一次电感最小值Lpri
Vin(min).Dmax
Lpri =
(H)
Ipk f
式中：f单位为Hz
5. 计算磁芯气隙Lgap
0.4 πLpriIpk . 108
Lgap =
cm2
Iin(MIN)=PINxVIN (MAX) Iin(MAX)=PINxVIN (MIN) 5 估算峰值电流：
K POUT IPK =
VIN (MIN) 其中：K=1.4(Buck 、推挽和全桥电路）
K=2.8(半桥和正激电路） K=5.5(Boost，
(整理)正激式开关电源高频变压器
待求参数项详细公式1副边电压VsVs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3临界输出电感LsoLso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4实际工作占空比θon如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则：θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5导通时间TonTon =θon /f6最小副边电流IsminIsmin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7副边电流增量ΔIsΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8副边电流峰值IsmaxIsmax = Ismin+ΔIs9副边有效电流IsIs = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10副边电流直流分量IsdcIsdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11副边电流交流分量IsacIsac = √(Is2- Isdc2)12副边绕组需用线径DsDs = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213原边励磁电流IcIc = Vp*Ton / Lp14最小原边电流IpminIpmin = Ismin*Ns/Np15原边电流增量ΔIpΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16原边电流峰值IpmaxIpmax = Ipmin+ΔIp17原边有效电流IpIp = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18原边电流直流分量IpdcIpdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19原边电流交流分量IpacIpac = √(Ip2- Ipdc2)20原边绕组需用线径DpDp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221最大励磁释放圈数Np′Np′=η*Np*(1-θon) /θon22磁感应强度增量ΔBΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc)23剩磁BrBr = 0.1T24最大磁感应强度BmBm = ΔB+Br25标称磁芯材质损耗PFe (100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：PFe = 600磁芯材质PC40：PFe = 45026选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* PFe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27磁芯损耗PcPc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228气隙导磁截面积Sg方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29有效磁芯气隙δ′δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005：δ=δ′如果δ′/lc＞0.03：δ=μo*Np2*Sc/Lp否则δ=δ′*Sg/Sc31穿透直径ΔDΔD = 132.2/√f32开关管反压UceoUceo = √2 *Vinmax+√2 *Vinmax*Np/ Np′33输出整流管反压UdUd = Vo+√2 *Vinmax*Ns/Np′34副边续流二极管反压Ud′Ud′=√2 *Vinmax*Ns/Np二、双端开关电源高频变压器：No待求参数项详细公式1副边电压Vs如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np)否则： Vs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
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。
正激、反激式、双端开关电源高频变压器设计详解
一、正激式开关电源高频变压器：No待求参数项 详细公式1 副边电压Vs Vs = Vp*Ns/Np2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3 临界输出电感Lso Lso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4 实际工作占空比θon 如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则： θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5 导通时间Ton Ton =θon /f6 最小副边电流Ismin Ismin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7 副边电流增量ΔIs ΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8 副边电流峰值Ismax Ismax = Ismin+ΔIs9 副边有效电流Is Is = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10 副边电流直流分量Isdc Isdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11 副边电流交流分量Isac Isac = √(Is2- Isdc2)12 副边绕组需用线径Ds Ds = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213 原边励磁电流Ic Ic = Vp*Ton / Lp14 最小原边电流Ipmin Ipmin = Ismin*Ns/Np15 原边电流增量ΔIp ΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16 原边电流峰值Ipmax Ipmax = Ipmin+ΔIp17 原边有效电流Ip Ip = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18 原边电流直流分量Ipdc Ipdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19 原边电流交流分量Ipac Ipac = √(Ip2- Ipdc2)20 原边绕组需用线径Dp Dp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221 最大励磁释放圈数Np′ Np′=η*Np*(1-θon) /θon22 磁感应强度增量ΔB ΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc)23 剩磁Br Br = 0.1T24 最大磁感应强度Bm Bm = ΔB+Br25标称磁芯材质损耗P Fe(100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：P Fe = 600磁芯材质PC40：P Fe = 45026 选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* P Fe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27 磁芯损耗Pc Pc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228 气隙导磁截面积Sg 方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc 圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29 有效磁芯气隙δ′ δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp 式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简 得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30 实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005： δ=δ′如果δ′/lc＞0.03： δ=μo*Np2*Sc/Lp 否则 δ=δ′*Sg/Sc31 穿透直径ΔD ΔD = 132.2/√f32 开关管反压Uceo Uceo = √2 *Vinmax+√2 *Vinmax*Np/ Np′33 输出整流管反压Ud Ud = Vo+√2 *Vinmax*Ns/Np′34 副边续流二极管反压Ud′ Ud′=√2 *Vinmax*Ns/Np二、双端开关电源高频变压器设计步骤：No待求参数项 详细公式1 副边电压Vs 如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np) 否则： Vs = Vp*Ns/Np2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
高频变压器正激和反激变压器区别：
高频变压器正激和反激变压器区别：正激式高频变压器和反激式高频变压器是大的区别就是正激变压器是不要开气隙的，要求其电感量尽量大。
正激变压器原边也有电流，但这个电流不是其自己通过输入电压储存来的，而是从副边电感上感应过来的，知道了这一点，正激变压器就好设计了。
高频变压器正激反激主要区别在于工作方式不同，但他们在同一象限上。
正激是当变压器原边开关管导通时同时能量被传递到负载上，当开关管截止是变压器的能量要通过磁复位电路去磁。
反激是和正激相反，当原边开关管导通时给变压器存储能量，但能量不会加在负载上。
当开关管截止时，变压器的能量释放到负载侧，正激开关电源，后面多的那个二级管是续流二级管，一般输出部分还会多加一个储能电感，正激和反激最重要的区别是变压器初次级的相位是反相的。
正激与反激的工作最大区别是，当开关管关断时，正激的输出主要靠储能电感和续流二级管来维持输出，而反激的输出主要靠变压器次级释放能量来维持输出。
1、正激电路不宜做多路输出。
2、反激电路在原理上就适合多路输出稳压，和安全性。
3、正激电路要用脉宽调整做稳压必须在次极整流以后串电感，不然输出电压主要由输入决定，与脉宽影响不大，脉宽只影响输出纹波。
4、反激电路首先储能，后把能量按各路的电压比率供应给每一路，先可以认为每路的输出比例是不变的（实际有误差看下面），按电流谁需要多给谁多的原则分配。
5、关于反馈：被反馈的这一路总是很准的因为就是按找他来反馈的，但反馈的一路一定要有一点负载。
不然会加大输出各路间的不平衡。
6、可以用多路加权来进行反馈，就可以使误差的矢量和为零，通俗点让误差在各路间均衡，哪路的权重大，哪路的精度就高。
7、如用正激电路做多路输出原理上存在的问题：如每路输出不用电感，那么对输入变化没有稳压作用，且没有开关电源应有的安全性。
如果每路加电感，那么输出电压在理论上与负载大小有关，不参与反馈的回路就不正。
最后再次说明：变压器遵守各个瞬态电压比等于线圈比，这是理解中用得最多的一个条件。
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
正激变压器设计
单端正激变压器的设计开关电源变压器是高频开关电源的核心元件。
其作用为：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。
开关变压器性能的好坏不仅影响变压器本身的发热和效率，而且还会影响到高频开关电源的技术性能和可靠性。
高频开关变压器的设计主要包括两部分：绕组设计及磁芯设计。
本文将对应用在高频下的单端正激变压器的设计方法及磁芯的选择给出较为详细的论述。
1 单端正激变压器原理单端正激变压器的原理图如图1所示。
单端正激变压器又称"buck"转换器。
因其在原边绕组接通电源Vi的同时把能量传递到输出端而得名。
正激式变压器的转换功率通常在50～500 W之间。
输出电压Vo由匝比n、占空比D和输入电压Vi确定。
当PWM控制器输出正脉冲，功率开关导通，变压器的初级绕组通过电流，此电流由两部分组成，一部分为磁化电流即流经等效开环电感上的电流，另一部分足与输出电流等效的初级电流，他和初次级匝比成正比，和输出电流成正比。
储存在电感上的能量必须在功率开关关断后下一次开启前泄放掉，以便使磁通复位。
N3为去磁绕组2 变压器磁芯的选用原则高频开关电源中的变压器从性能价格比考虑，MnZn功率铁氧体材料是最佳的选择。
应用于高频开关电源变压器中的铁氧体应具有以下磁特性：高饱和磁通密度或高的振幅磁导率，在工作频率范围有低的磁芯总损耗，较低的温度系数，较高的居里温度。
磁芯损耗Pc主要由磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe(包括剩余损耗Pr)组成，即：磁滞损耗Ph正比于直流磁滞回线的面积，并与频率成正比关系。
即：对于工作频率在100kHz以下的功率铁氧体磁芯，降低磁滞损耗是最重要的，为降低损耗，即要降低矫顽力Hc、剩余磁感应强度。
要达到此目的，须从两方面着手，一是从配方成分方面，尽量使磁晶各项异性常数k→0，磁滞伸缩常数→0；二是在工艺上要做到高密度、大晶粒、均匀完整、另相少、内应力小、气孔少。
3 单端正激变压器的设计步骤(1)了解变压器的各项指标要求；(2)选取磁芯材质确定△B值；(3)计算磁芯的AP值，确定磁芯型号规格；(4)计算初次级绕线匝数；(5)计算线径dw。
开关电源正激变压器和反激变压器的区别
1.开关电源正激变压器和反激变压器的区别
反激变压器匝比等于反射电压/（输出电压--整流二极管压降）
反激变压器的实质是电感，能量存贮与气隙中
正激变压器是真正意思上的变压器，其后的拓扑就是个BUCK，所以正激就是变压器+BUCK，因此正激的输出电感，电容均按BUCK计算即可，在CCM模式下，电感前端的电压=输出电压/占空比
正激匝比等于输入端电压/（电感前端电压--二极管压降）
对相同的输入电压来说，正激可以输出较大的功率，而反激的则要小的多，因为反激的是靠磁心的励磁能量来输出功率。
拓扑差异不大，最明显的是正激的电源整流端有两个二极管，一个是用来续流的。
2.开关电源反激和正激的变压器设计是不是一样的。
由于反激电路中的变压器起的作用是储能（电感的作用）和变比的作用，而正激电路的作用就是变压器的正常的传递能量的作用，因此反激电路的变压器设计的时候要类似于电感的设计，一定注意磁饱和的问题（磁芯加气隙）。
正激变压器设计可按正常的变压器的设计方法即可。
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
反激式：反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。
“反激”指的是在开关管接通的情况下，当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态；相反，在开关管断开的情况下，当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。
工作原理：变压器的一次和二次绕组的极性相反，这大概也是Flyback名字的由来： a.当开关管导通时，变压器原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，输出二极管截止，变压器储存能量，负载由输出电容提供能量。
b.当开关管截止时，变压器原边电感感应电压反向，此时输出二极管导通，变压器中的能量经由输出二极管向负载供电，同时对电容充电，补充刚刚损失的能量。
反激电路的演变：可以看作是隔离的Buck/Boost 电路:
在反激电路中，输出变压器T除了实现电隔离和电压匹配之外，还有储存能量的作用，前者是变压器的属性，后者是电感的属性，因此有人称其为电感变压器，有时我也叫他异步电感。
正激电源
正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
单端正激式：。
600W双管正激变换器中高频变压器的设计方案
600W双管正激变换器中高频变压器的设计方案高频变压器是600W双管正激变换器中的核心组件，其设计方案的合理与否直接影响到整个变换器的性能和稳定性。
以下是一个设计高频变压器的一般步骤以及一些重要的设计考虑因素。
1.确定输入输出参数：设计高频变压器的第一步是确定输入输出参数，包括输入电压、输出电压和输出电流。
这些参数将直接决定变压器的设计规格和尺寸。
2.确定磁芯材料：选择适当的磁芯材料对于高频变压器的设计非常重要。
常用的磁芯材料有Ui、U、E、N、Mn、FeSi、FeCo和NiZn等。
需要根据设计要求和工作频率选择磁芯材料，并考虑磁芯的损耗、饱和磁感应强度和剩磁等因素。
3.计算变压器的参数：根据输入输出参数，计算变压器的参数，包括匝数比、磁感应强度和磁路饱和电流等。
这些参数可以通过一系列公式和计算方法得到，也可以通过电磁仿真软件进行模拟计算。
4.设计主线圈和辅线圈：根据计算结果设计主线圈和辅线圈。
主线圈是连接输入和输出的线圈，而辅助线圈主要用于调节输出电压和电流的稳定性。
线圈的匝数和绕组方式需要根据变压器的参数和使用场景来确定。
5.选择绝缘材料和绕组方式：绝缘材料的选择对于变压器的工作稳定性和安全性至关重要。
常见的绝缘材料有聚酯薄膜、纸板、气缸绝缘和涂漆。
在选定绝缘材料后，需要选择合适的绕组方式，包括层式绕组和环式绕组等。
6.优化设计：在设计过程中，需要不断进行优化，以提高变压器的性能和效率。
可以通过调整线圈的结构、优化磁芯的形状以及选择适当的电路连接方式来实现优化设计。
7.进行样品测试：完成设计后，制作样品进行测试和验证，包括输入输出电压波形、效率、温升和电气性能等。
根据测试结果进行调整和改进，以达到设计要求。
8.制造和组装：根据最终确定的设计方案，进行变压器的制造和组装。
需要注意的是，在制造过程中保证绕组的质量和精度，并进行适当的绝缘处理。
总结：设计高频变压器需要考虑诸多因素，包括输入输出参数、磁芯材料、线圈设计、绕组方式、绝缘材料等。
正激、反激、双管反激、推挽开关电路小结
开关电源电路学习小结1.正激（Forward）电路正激电路的原理图如图1所示：图1、单管正激电路1.1电路原理图说明单管正极电路由输入Uin、滤波电容C1、C2、C3，变压器Trans、开关管VT1、二极管VD1、电感L1组成。
其中变压器中的N1、N2、N3三个线圈是绕在同一个铁芯上的，N1、N2的绕线方向一致，N3的绕线方向与前两者相反。
1.2电路工作原理说明开关管VT1以一定的频率通断，从而实现电压输出。
当VT1吸合时，输入电压Uin被加在变压器线圈N1的两边，同时通过变压器的传输作用，变压器线圈N2两边产生上正下负的电压，VD1正向导通。
Uin的能量通过变压器Tran传输到负载。
由于N3的绕线方向与N1的相反，VT1导通时，N3的电压极性为上负下正。
当VT1关断时，N1中的电流突然变为0，但铁芯中的磁场不可能突变，N1产生反电动势，方向上负下正；N3则产生上正下负的反向电动势，多出的能量将被回馈到Uin。
通过上述内容可以看到W3的作用，就是为了能使磁场连续而留出的电流通路，采用这种接线方式后，VT1断开器件，磁场的磁能被转换为电能送回电源。
如果没有N3，那么VT1关断瞬间要事磁场保持连续，唯有两个电流通路：一是击穿开关；二是N2电流倒流使二极管反向击穿。
击穿开关或二极管，都需要很高电压，使击穿后电流以较高的变化率下降到零；而很高的电流变化率（磁通变化率）自然会产生很高的感生电动势来形成击穿电压。
由此可见，如果没有N3，则电感反向时的磁能将无法回收到电源；并且还会击穿开关和二极管。
1.3小结1)正激电路使用变压器作为通道进行能量传输；2)正激电路中，开关管导通时，能量传输到变压器副边，同时存储在电感中；开关管关断时，将由副边回路中的电感续流带载；3)正激电路的副边向负载提供功率输出，并且输出电压的幅度基本是稳定的。
正激输出电压的瞬态特性相对较好；4)为了吸收线圈在开关管关断时时的反电动势，需要在变压器中增加一个反电动势吸收绕组，因此正激电路的变压器要比反激电路的体积大；5)由于正激电路控制开关的占空比都取0.5左右，而反激电路的占空比都较小，所以正激电路的反激电动势更高。
正激式高频变压器的设计
正激式高频变压器的设计成都立新由于高频变压器在开关电源中已被广泛的使用，所以，高频变压器的设计是一重要课题。
按照高频变压器的工作方式，可分为正激式和反激式两种。
高频变压器工作时是利用一电子开关的高速通断，从而使变压器进行能量传输。
当电子开关导通时，变压器进行能量传输，称为正激式；反之，即电子开关截止时，变压器进行能量传输，称为反激式。
这里，笔者介绍正激式高频变压器的设计方法．如图1所示。
该变压器一般设计的使用功率为50～500W。
图1中已标明变压器T各绕组安装时规定的同名端，以便以下分析。
当功率开关管M1接通时(给M1栅极上外加脉冲开关信号。
在变压器T的主绕组N1中有电流通过)，其自感电动势a点为+，b点为－，这样在变压器的Nl中就储存了磁能。
该能量传输到次级绕组N2上(e点为+，f点为－)，使二极管D2正向偏置，有电流通过D2、电感L和负载RL。
而此时D3是处于反向偏置，所以无电流通过D3。
当功率开关M1截止时(M1栅极开关信号为"0"电平)，变压器T所有绕组以及L的感应电压都反向。
D2也处于反向偏置状态。
由于电感器L的电流不能突变，D3(是续流管)导通，负载RL仍有电流通过。
此时。
次级绕组中无电流通过。
由此可见，变压器T从初级到次级的能量传输是在开关M1导通时完成的．这一过程通常称为正激式变换(反之，若上述的能量传输是在M1截止时完成，称为反激式变换，这里不讨论)。
在上述的变压器T正激式变换中，为了避免变压器T或电感器L产生饱和，要求开关管M1导通时的电压与时间的乘积(UxT)应等于Ml截止时的反向电压与时间的乘积。
为此，设定Ml时间为Ton，T初级绕组电压设为Uin(初级绕组电流由N1的a流到b)，由此时的电压×时间：UinxTon……(1)。
然而，当电子开关M1截止时，没有电流流过变压器T，结果是电压与时间的乘积就会不平衡，这种不平衡将导致变压器T饱和。
为了解决变压器可能饱和的问题，在变压器T中增加了第三绕组N3和一只快恢复二极管D1。
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。
正激式开关电源高频变压器
待求参数项详细公式1副边电压VsVs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3临界输出电感LsoLso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4实际工作占空比θon如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则：θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5导通时间TonTon =θon /f6最小副边电流IsminIsmin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7副边电流增量ΔIsΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8副边电流峰值IsmaxIsmax = Ismin+ΔIs9副边有效电流IsIs = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10副边电流直流分量IsdcIsdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11副边电流交流分量IsacIsac = √(Is2- Isdc2)12副边绕组需用线径DsDs = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213原边励磁电流IcIc = Vp*Ton / Lp14最小原边电流IpminIpmin = Ismin*Ns/Np15原边电流增量ΔIpΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16原边电流峰值IpmaxIpmax = Ipmin+ΔIp17原边有效电流IpIp = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18原边电流直流分量IpdcIpdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19原边电流交流分量IpacIpac = √(Ip2- Ipdc2)20原边绕组需用线径DpDp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221最大励磁释放圈数Np′Np′=η*Np*(1-θon) /θon22磁感应强度增量ΔBΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc)23剩磁BrBr = 0.1T24最大磁感应强度BmBm = ΔB+Br25标称磁芯材质损耗PFe (100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：PFe = 600磁芯材质PC40：PFe = 45026选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* PFe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27磁芯损耗PcPc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228气隙导磁截面积Sg方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29有效磁芯气隙δ′δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005：δ=δ′如果δ′/lc＞0.03：δ=μo*Np2*Sc/Lp否则δ=δ′*Sg/Sc31穿透直径ΔDΔD = 132.2/√f32开关管反压UceoUceo = √2 *Vinmax+√2 *Vinmax*Np/ Np′33输出整流管反压UdUd = Vo+√2 *Vinmax*Ns/Np′34副边续流二极管反压Ud′Ud′=√2 *Vinmax*Ns/Np二、双端开关电源高频变压器：No待求参数项详细公式1副边电压Vs如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np)否则： Vs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
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一、正激式开关电源高频变压器：No待求参数项 详细公式1 副边电压Vs Vs = Vp*Ns/Np2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3 临界输出电感Lso Lso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4 实际工作占空比θon 如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则： θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5 导通时间Ton Ton =θon /f6 最小副边电流Ismin Ismin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7 副边电流增量ΔIs ΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8 副边电流峰值Ismax Ismax = Ismin+ΔIs9 副边有效电流Is Is = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10 副边电流直流分量Isdc Isdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11 副边电流交流分量Isac Isac = √(Is2- Isdc2)12 副边绕组需用线径Ds Ds = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213 原边励磁电流Ic Ic = Vp*Ton / Lp14 最小原边电流Ipmin Ipmin = Ismin*Ns/Np15 原边电流增量ΔIp ΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16 原边电流峰值Ipmax Ipmax = Ipmin+ΔIp17 原边有效电流Ip Ip = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18 原边电流直流分量Ipdc Ipdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19 原边电流交流分量Ipac Ipac = √(Ip2- Ipdc2)20 原边绕组需用线径Dp Dp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221 最大励磁释放圈数Np′ Np′=η*Np*(1-θon) /θon22 磁感应强度增量ΔB ΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc)23 剩磁Br Br = 0.1T24 最大磁感应强度Bm Bm = ΔB+Br25标称磁芯材质损耗P Fe(100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：P Fe = 600磁芯材质PC40：P Fe = 45026 选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* P Fe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27 磁芯损耗Pc Pc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228 气隙导磁截面积Sg 方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc 圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29 有效磁芯气隙δ′ δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp 式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简 得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30 实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005： δ=δ′如果δ′/lc＞0.03： δ=μo*Np2*Sc/Lp 否则 δ=δ′*Sg/Sc31 穿透直径ΔD ΔD = 132.2/√f32 开关管反压Uceo Uceo = √2 *Vinmax+√2 *Vinmax*Np/ Np′33 输出整流管反压Ud Ud = Vo+√2 *Vinmax*Ns/Np′34 副边续流二极管反压Ud′ Ud′=√2 *Vinmax*Ns/Np二、双端开关电源高频变压器设计步骤：No待求参数项 详细公式1 副边电压Vs 如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np) 否则： Vs = Vp*Ns/Np2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3 临界输出电感Lso Lso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(4*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫01/2ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = 1/2Po2、Ton=θon/f4 实际工作占空比θon 如果输出电感 Ls≥Lso：θon=θonmax否则 θon=√{4*f*Ls*Po /[ (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫01/2ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = 1/2Po2、Ton=θon/f5 导通时间Ton Ton =θon /f6 最小副边电流Ismin Ismin =[Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon/(4*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫01/2ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = 1/2Po2、Ton=θon/f7 副边电流增量ΔIs ΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/(2*Ls)8 副边电流峰值Ismax Ismax = Ismin+ΔIs9 副边有效电流Is Is = √{[1+(Vs-Vo-0.5)/(Vo+0.5)]*(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon}1、Is=√{(2/T)*[∫01/2ton(Ismin+ΔIs*t/(Ton/2))2dt +∫01/2Toff(Ismin+ΔIs*t/(Toff/2))2dt]}2、当工作在断流模式时，上式中的Toff不能采用T-Ton计算，因磁能会在未达到Toff终了前释放完毕，造成计算错误，这里的Toff应由磁通复位原则求得： Toff=(Vs-Vo-0.5)*Ton/(Vo+0.5)3、θon= Ton/T10 副边电流直流分量Isdc Isdc =[1+(Vs-Vo-0.5)/(Vo+0.5)]*(Ismin+ΔIs/2)*θon1、Isdc = (Ismin+ΔIs/2)*Ton/T +(Ismin+ΔIs/2)*Toff/T2、如前述：Toff=(Vs-Vo-0.5)*Ton/(Vo+0.5)3、上述计算假设初级电感量足够大，从而忽略其对负载的影响。
11 副边电流交流分量Isac Isac = √(Is2- Isdc2)12 副边绕组需用线径Ds Ds = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213 原边励磁电流Ic 如果θon ＜0.5： Ic = Vp*Ton/(2*Lp)否则 Ic = Vp/(4*Lp*f)1、对于双端电路，当θon ＜0.5，即每个管导通占空比小于0.25时，磁通会每次在截止时间Toff内回到0，所以，励磁电流增量Ic = (Vp/Lp)*(Ton/2)2、θon ≥0.5时，Toff＜Ton，磁通在截止时间Toff内不能回到0，故每次Ton初始时励磁电流Ic＜0，然后上升至最大值，假设Toff时间内磁通的回降曲线与Ton时间内磁通的上升曲线一致，则：Ic =(Vp/Lp)*(T/4) = Vp/(4*Lp*f)14 最小原边电流Ipmin Ipmin = Ismin*Ns/Np15 原边电流增量ΔIp ΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16 原边电流峰值Ipmax Ipmax = Ipmin+ΔIp17 原边有效电流Ip Ip = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、忽略初级电感量的影响（磁能很小或不在Toff时间内经初级回授），留过初级的电流为三角波或梯形波（Ipmin大于0时），故：Ip=√{(2/T)*∫01/2ton[Ipmin+ΔIp*t/(Ton/2)]2dt}2、θon= Ton/T18 原边电流直流分量Ipdc Ipdc = (Ipmin+ΔIp/2)*θon19 原边电流交流分量Ipac Ipac = √(Ip2- Ipdc2)20 原边绕组需用线径Dp Dp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221 磁感应强度增量ΔB 如果θon ＜0.5: ΔB = Vp*θon/(2*Np*f*Sc) 否则 ΔB = Vp/(4*Np*f*Sc)1、对于双端电路，当θon ＜0.5，即每个管导通占空比小于0.25时，磁通会每次在截止时间Toff内回到0，所以，ΔB = [Vp/(Np*Sc)]*(Ton/2)= Vp*θon/(2*Np*f*Sc)2、θon ≥0.5时，Toff＜Ton，磁通在截止时间Toff内不能回到0，故每次Ton初始时励磁电流Ic＜0，然后上升至最大值，假设Toff时间内磁通的回降曲线与Ton时间内磁通的上升曲线一致，则：ΔB = [Vp/(Np*Sc)]*(T/4)= Vp/(4*Np*f*Sc)22 最大磁感应强度Bm Bm = ΔB23标称磁芯材质损耗P Fe(100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30，P Fe = 600磁芯材质PC40，P Fe = 45024 选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* P Fe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数25 磁芯损耗Pc Pc = ω*Vc*ΔB2.4*f1.226 气隙导磁截面积Sg 方形中心柱 Sg= [(a+δ′/2)*(b+δ′/2)/(a*b)]*Sc 圆形中心柱 Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc27 有效磁芯气隙δ′ δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp 式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简 得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)28 实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005：δ=δ′如果δ′/lc＞0.03： δ=μo*Np2*Sc/Lp 否则 δ=δ′*Sg/Sc29 穿透直径ΔD ΔD = 132.2/√f30 开关管反压Uceo 如果为半桥：Uceo = √2 *Vinmax 否则 Uceo = √2 *Vinmax*231 输出整流管反压Ud Ud = 2*Vsmax一般考虑到效率，输出整流不会采用全桥。