W推挽变压器设计

合集下载

推挽式变压器

推挽全桥双向直流变换器的研究1 引言随着环境污染的日益严重和新能源的开发，双向直流变换器得到了越来越广泛的应用，像直流不停电电源系统，航天电源系统、电动汽车等场合都应用到了双向直流变换器。

越来越多的双向直流变换器拓扑也被提出，不隔离的双向直流变换器有Bi Buck/Boost、Bi Buck-Boost、Bi Cuk、 Bi Sepic-Zeta；隔离式的双向直流变换器有正激、反激、推挽和桥式等拓扑结构。

不同的拓扑对应于不同的应用场合，各有其优缺点。

推挽全桥双向直流变换器是由全桥拓扑加全波整流演变而来。

推挽侧为电流型，输入由蓄电池供给，全桥侧为电压型，输入接在直流高压母线上。

此双向直流变换器拓扑适用在电压传输比较大、传输功率较高的场合。

本文分析了推挽全桥双向直流变换器的工作原理，通过两种工作模式的分析，理论上证明了此拓扑实现能量双向流动的可行性，并对推挽侧开关管上电压尖峰形成原因进行了分析，提出了解决方法，在文章的最后给出了仿真波形和实验波形。

2工作原理图1为推挽全桥双向DC/DC变换器原理图。

图2给出了该变换器的主要波形。

变换器原副边的电气隔离是通过变压器来实现的，原边为电流型推挽电路，副边为全桥电路，该变换器有两种工作模式：（1）升压模式：在这种工作模式下S1 、S2 作为开关管工作； S3，S4 ，S5 ，S6 作为同步整流管工作，整流方式为全桥整流，这种整流方式适用于输出电压比较高，输出电流比较小的场合。

由于电感L 的存在 S1、S2 的占空比必须大于0.5。

（2）降压模式：在这种工作模式下 S3， S4， S5，S6 作为开关管工作，S1 、S2 作为同步整流管工作，整流方式为全波整流。

分析前，作出如下假设：所有开关管、二极管均为理想器件；所有电感、电容、变压器均为理想元件；，；2.1升压工作模式在升压工作模式下，原边输入为电流型推挽电路，副边输出为全桥整流电路。

S1 ，S2 作为开关管工作，S3 ， S4， S5，S6 作为同步整流管工作。

变压器的设计步骤和计算公式

并且不是所有的能量都通过该气隙进行传递。少量的能源储存在绕组内和绕组之间，
这部分能量被称为变压器漏感。
开关断开后，漏感能量不会传递到次级，而是在变压器初级绕组和开关之间产生高压
尖峰。此外，还会在断开的开关和初级绕组的等效电容与变压器的漏感之间，产生高
频振铃如果该尖峰的峰值电压超过开关元件(通常为功率MOSFET)的击穿电压，就会导
流对漏极电容充电(图3a)。当初级绕组电压达到由变压器匝数所定义的反射输出电压
(VOR)时，次级二极管关断，励磁能量传递到次级。漏感能量继续对变压器和漏极电容
充电，直到初级绕组电压等于箝位电容电压，此时，阻断二极管导通，漏感能量被转
移到箝位电容(图4a)。经由电容吸收的充电电流将漏
极节点峰值电压箝位到VIN(MAX)+VC(MAX)。漏感能量完全转移后，阻断二极管关断，
C
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
Pcu = (Nn × MLT × R n ) × 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 ---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；
C0 =
I OUT (max )
f min ×V 纹波(max )
一、变压器的设计步骤和计算公式
1.1 变压器的技术要求:
V
输入电压范围；
输出电压和电流值；
输出电压精度；
效率ηη；
磁芯型号；
工作频率f；
最大导通占空比Dmax；
最大工作磁通密度Bmax;
其它要求。

推挽变压器计算公式

推挽变压器计算公式标题：推导变压器计算公式，为电力工程设计提供便利引言：变压器是电力系统中必不可少的元件，它的设计与计算对于保证电力系统的正常运行非常重要。

然而，计算变压器参数并不是一件简单的事情，需要借助一定的公式和方法。

本文将推导变压器计算的基本公式，以便为电力工程设计提供便利和指导。

一、基本概念和假设1. 互感性：变压器的工作基于互感效应，即通过磁场的变化来传递能量。

互感性的表达式为N1φ1 = N2φ2，其中N1、N2分别为变压器的一次和二次线圈的匝数，φ1、φ2分别为一次和二次线圈的磁通。

2. 理想变压器：假设变压器是理想的情况下，可以得出以下假设公式：- 磁场没有漏磁，即φ1 = φ2；- 电阻和漏电感可以忽略不计。

二、变压器的基本参数1. 变比: 变比表示了变压器一次和二次电压之间的关系。

变比定义为:K = V2 / V12. 系数K的定义中包含了两个重要的量：- 变压器的主磁通率（M）。

主磁通率定义为变压器磁通的比例因子，即φ1 = Mφ2；- 变压器的匝缐比（m）。

匝缐比定义为一次和二次线圈的匝数之比，即m = N1 / N2。

通过将M和m代入K的定义，我们可以得到另一种形式的变比公式:K = M*m三、变压器的基础计算公式1. 一次和二次电流之间的关系：根据理想变压器的假设公式，可以推导出:I1 / I2 = N2 / N1 = 1 / m2. 线圈电压之间的关系：根据理想变压器的假设公式，可以推导出:V1 / V2 = N1 / N2 = m3. 功率之间的关系：根据电力学基本定律，功率等于电压乘以电流。

我们可以得出以下推导：P1 = V1 * I1 = m * V2 * (I2 / m) = P2其中，P1和P2分别为一次和二次侧的功率。

四、变压器额定容量的计算变压器的额定容量是指变压器能够持续运行的功率。

额定容量可以根据以下公式计算：S = k * V * I其中，S为额定容量，k为各种损耗系数，V为标称电压，I为额定电流。

推挽电路的设计

电力电子应用课程设计班级电气1123 学号姓名专业电气工程与其自动化系别电子与电气工程学院指导教师陈万淮阴工学院电气工程系2015年5月开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以与家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。

它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点，推挽变换器和正激变换器是两种常用的 DC/DC变换器。

推挽电路就是两个不同极性晶体管连接的输出电路。

推挽电路采用两个参数相同的功率BJT 管或MOSFET 管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。

推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。

推挽电路适用于低电压大电流的场合，广泛应用于功放电路和开关电源中。

关键词：双端电路推挽变换器一、设计思想与设计原理 01.1 推挽变换器 01.1.1设计目的 01.1.2 工作原理 01.1.3 基本关系 (2)1.2 推挽变换器的参数设计 (2)1.2.1 主功率变压器的设计 (3)1.2.2 开关管的选取 (4)1.2.3 副边整流管的选取 (4)1.2.4 滤波电感的设计 (5)1.2.5 滤波电容的设计 (6)1.2.6 控制电路关键参数设计 (6)二、PWM控制芯片选取与介绍 (7)2.1 PWM控制芯片选取 (7)2.2 KA3525引脚介绍 (7)三、设计调试 (9)四、设计总结： (13)4.1 电路总结 (13)4.2 心得体会 (13)参考文献 (14)一、设计思想与设计原理1.1 推挽变换器1.1.1设计目的通过本课题的分析设计，可以加深学生对间接的直流变流电路基本环节的认识和理解，并且对隔离的DC/DC电路的优缺点有一定的认识。

要求学生掌握推挽变换器的脉冲变压器工作特性，并学会分析该电路的各种工作模态，与开关管、整流二极管的电压电流参数设计和选取，掌握脉冲变压器的设计和基本的绕制方法，熟悉变换器中直流滤波电感的计算和绕制，建立硬件电路并进行开关调试。

推挽输出变压器的设计（Turner）-第二页V1.00

推挽输出变压器的设计（Turner）-第⼆页V1.00译者声明：本⼈仅为业余爱好者，翻译内容也许有误，如有任何建议，请跟帖；此翻译仅作学习⽤途，并为了坛友阅读⽅便做出了些本⼈认为合适的改动；本⼈⽆任何侵犯版权的意图，如作者或任何⼈认为此举不妥，请接受本⼈诚挚的道歉，并会⽴即将其从⽹上删除。

推挽输出变压器设计（于2011年重新编辑）原作者：Turner译者：中泽洋造第⼆页：继续设计OPT-1A1.计算最低铁芯中⼼截⾯积，Afe2.计算铁芯⾆宽，T3.计算理论叠厚，S t?4.确认铁芯⼤⼩5.计算理论初级所需匝数, thN_p6.计算理论初级铜线直径，thP dia7.从漆包线表格选择合适的初级铜线，P dia oa8.计算最⾼安全直流电流，Idc9.计算绕线架内实际长度（即实际窗⼝长度），Bww10.计算理论初级每层匝数11.计算初级层数12.计算实际每层匝数，Np13.计算平均每匝周长14.计算初级铜阻，Rwp15.计算最低屏-屏阻抗RLa-a下的铜损（以%表⽰）16.铜阻⾼于3.0%吗？正⽂（第⼆页）1.计算最低铁芯中⼼截⾯积，Afe⾸先需要确认最低安全屏-屏负载数值，和在此数值下削波的最⼤功率之前我们的计算确定了最低RLa-a是4500Ω，最⼤输出功率为72W计算公式为：A fe=300×√P O注意：此公式由主要变压器的铁芯⾯积公式推导⽽来，原公式为：A fe=√P O（需要注意的是此公式中⾯积4.4单位为英⼨^2）。

这个较⽼的公式是基于磁通量B为1T（或50Hz时为1000⾼斯）的铁芯⽽推导出来的，但⽤于Hi-Fi⾳频输出时我们必须将50Hz的磁通量取值限制为0.5T。

我取这个限制条件，是因为我经过多次尝试发现这公式的计算值适⽤于推挽输出变压器的设计。

所以理论铁芯截⾯积数值为：thA fe=300×√72W=2547mm22.计算铁芯⾆宽，T对于正⽅形铁芯中⼼柱来说，⾆宽=叠厚，也即T=S理论⾆宽thT * 理论叠厚thS = thT mm所以理论上⾆宽和叠厚的公式为：t? S=√=t? T，单位为mm所以OPT-1A的理论叠厚和⾆宽同为：t? T=√Afe=50.46mm此时我们可以在低损耗铁芯规格表⾥选出合适尺⼨的铁芯了：Fig 8（图中英⽂翻译如下）T = ⾆宽L = 窗⼝长度= 1.5 * TH = 窗⼝⾼度= 0.5 * TS = 叠厚（应介于0.5 * T⾄3 * T之间）Afe = 中⼼柱截⾯积= T * SML = 磁路长度= 5.6 * T实际⽓隙= 0.5 * 理论⽓隙（因为磁通路经过⽓隙两次）所有低损耗铁芯的其他尺⼨都是⾆宽的函数对于交错铁插芯的变压器来说，⽓隙为0低损耗铁芯的⾆宽⼀般有20mm，25mm，28mm，32mm，38mm，44mm，50mm，62.5mm注意：理论计算的⾆宽为50.45mm，所以选⽤50mm⾆宽的铁芯是适合的。

推挽式电源的设计..

推挽式变换器概述
推挽电路适用于低电压大电流的中小功率场
合，广泛应用于功放电路和开关电源中。它的优点是：结构简单，开关变压器磁芯利用率高，推Байду номын сангаас 电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小。
。
缺点是：
变压器带有中心抽头，而且开关管的承受电压较高；由于变压器原边漏感的存在，功率开关管关断的瞬间，漏源极会产生较大的电压尖峰，另外输入电流的纹波较大，因而输入滤波器的体积较大，存在变压器的偏磁现象。偏磁严重时会导致变压器磁心单向饱和，致使原边绕组瞬时过流，损毁功率器
(1)
由滤波电感的滤波作用使两个二次侧绕组电流最大值差别较小，每个二次绕组与相应一次绕组的磁动势受到牵制。（每个二次绕组磁动势接近于两个一次绕组磁动势的平均值）。 4) 推挽电路的全部时间都被强制箝位，没有像单端电路那样的负电压面积自动和正电压面积相平衡的时间上和电压上的自由度。
结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要几百W~几百kW 复杂的多组隔离驱动电路有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路
几百W~几kW
有偏磁问题
几百W~几kW
低输入电压的电源
全波整流和全桥整流
2）全桥电路的特点优点：二极管在断态承受的电压仅为交流电压幅值，变压器的绕组简单。缺点：电感L的电流回路中存在两个二极管压降，损耗较大，而且电路中需要4个二极管，元件数较多。适用场合：高压输出的情况下。
推挽电路的工作波形
输入输出电压的关系

当滤波电感L的电流连续时：
Uo Ns Ton Ui Np T

Ton为两个开关管导通时间之和

正激类(全桥、半桥、推挽、正激)变压器计算

2、由电路参数计算以下值: 磁通摆幅： Δ B = 3、试选磁芯型号：更多选择磁芯型号：类型/厂家： E型/TDK 可输出功率： 20.01115062 EE25.4-Z 27 0.336 T 开通时间： Tonmax = 14 μ s 选择常用磁芯 Ae(cm2) 0.403 AＷ(cm2) 0.425 ｌＷ(cm) 4.94 ｌｅ(mm) 48.7
1.414 A W k W j 原边方波 Idc= 电流峰值 4 DN p Wt(g/对) 10 窗口长(mm)

Ve(cm3)
1963
ｌｅ/Ae(mm-1) 1.208436725
1、变压器原边最小输入电压：Vpmin=NpΔ BAe/Tonmax(电磁感应定律，Np：原边匝数)
适合营销广告管理公务员会计师建造师金融师经济师教师学生家长职员研究生养生家艺术家自然及社会学者娱乐者等各种人士阅读下载分享或收藏
2 正激类（全桥、半桥、推挽、正激）变压器计算 1、确定电路参数: 电路拓扑：全桥半桥推挽正激工作频率：电流密度： fT = 31.25 kHz j = 4 A/mm2 占空比：预估效率： Dmax = 0.875 η = 0.92 最大磁密： Bmax = 0.168 T 填充系数： kW = 0.4

推挽式开关电源变压器参数的计算

0.4．推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。

1-8-1-4-1．推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。

推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。

推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。

对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。

关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。

根据（1-95）式：（1-150）式和（1-151）式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。

式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏；τ = T on，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数；F 和τ取值要预留20%左右的余量。

推挽输出变压器的设计(Turner)-第五页V1.00

译者声明：本人仅为业余爱好者，翻译内容也许有误，如有任何建议，请跟帖；此翻译仅作学习用途，并为了坛友阅读方便做出了些本人认为合适的改动；本人无任何侵犯版权的意图，如作者或任何人认为此举不妥，请接受本人诚挚的道歉，并会立即将其从网上删除。

推挽输出变压器设计（于2011年重新编辑）原作者：Turner译者：中泽洋造第四页：有次级抽头的变压器1.A1类或AB1类三极管推挽Fig 29. 6550和300B三极管接法特性曲线2.深入理解三极管特性曲线Fig 30. 6550三极管接法特性曲线3.计算适用于OPT-2A三极管接法AB1类输出的最低屏-屏负载OPT-2A变压器最大AB1类输出Fig 31. 一对6550三极管接法推挽输出级输出功率随屏-屏负载而变的曲线4.计算最小屏-屏负载RLa-a时的最大AB1类输出功率5.计算最大纯A类输出功率时的屏-屏负载RLa-a6.计算三极管接法最大A1类推挽输出功率7.计算三极管接法适中屏-屏负载8.计算适中RLa-a时的输出功率9.有关三极管输出级设计的结论14T.计算铁芯中心截面积15T.计算舌宽，T16T.计算理论叠厚17T.确认铁芯尺寸18T.计算初级理论匝数，thNp19T.计算理论初级线径，thPdia20T.从线径表里选择最合适的漆包线21T.计算线包实际宽度22T.计算初级每层理论匝数23T.计算理论初级层数24T.计算实际初级匝数25T.计算平均每匝线圈周长，TL26T.计算初级铜阻27T.计算在适中屏-屏负载RLa-a下的铜损28T.铜损是否高于3.0%29T.选择绕组结构正文（第五页）适用于三极管或三极管接法的推挽输出级，A1类或AB1类，OPT-2A55.A1类或AB1类三极管推挽我们将适用于三极管的输出变压器叫做OPT-2A。

此变压器适用于6550或KT88三极管接法推挽输出级，屏压为500V，静态屏流为50mA，其他方面与OPT-1A相同。

变压器推挽式功率变换电路

变压器推挽式功率变换电路是一种常见的电力电子变换器，它通过推挽式的变压器结构实现功率的转换。

以下是这种电路的基本工作原理和特点：
工作原理：
推挽式功率变换电路中，有两个功率开关器件（通常为晶体管或绝缘栅双极晶体管）交替导通，以实现正负脉冲的输出。

变压器则被配置为两个次级线圈，一个正向连接，另一个反向连接。

当一个功率开关器件导通时，相应的次级线圈产生正向电压；而当另一个功率开关器件导通时，相应的次级线圈产生反向电压。

这样，在变压器的输出端就可以得到一个完整的交流电压波形。

电路特点：
1. 推挽式变换器不需要进行磁复位，因为它的两个次级线圈是相互抵消的。

因此，这种变换器的结构相对简单，不需要额外的磁复位电路。

2. 由于变压器是双向工作的，所以它的磁芯利用率相对较高。

这也意味着在同样的功率条件下，推挽式变换器的体积较小。

3. 推挽式变换器的开关频率是单端正激或反激式变换器的两倍，所以其铁芯的磁化特性是双向的。

这使得变压器的设计相对于单端正
激或反激式变换器更为复杂。

4. 推挽式变换器的两个开关管是交替工作的，所以它们的电流应力是平均的。

这使得推挽式变换器在开关管的选择上具有更大的灵活性。

以上就是变压器推挽式功率变换电路的基本工作原理和特点。

在实际应用中，由于其结构简单、效率高、可靠性好等优点，这种电路广泛应用于各种电源供应器和电机控制系统中。

推挽式变压器设计

推挽式变压器设计前言推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法，这两种设计方法都是以几何参数进行设计，主要区别在于，KG 法是AP的基础上考虑了电压调整率，即加入电压调整率参数。

下面是两种方法设计流程：第一：计算视在功率：PT=Po(1+1/G)1.414式中的PT 是视在功率，Po是输出功率，G是变压器的能量传递效率，第二：计算KE：KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4式中Kf是波形因素，方波为4，正弦波为4.44，Fs是开关频率，Bw磁通密度。

第三：计算KG：KG=PT/2aKe式中a 是电压调整率磁环KG用以下公式进行计算：KG=Ae^2AwKo/MLT式中的Ae是芯的有限面积，Aw 是芯环的有限面积，MLT是每匝线圈的长度。

第四：根据KG值选择磁环的大小。

第五：计算AP：如果是KG法设计变压器，不用这一步。

AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x式中Ko是变压器窗口使用系数。

Kj是电流密度比例系数，X 是磁芯类型常数第六：根据AP值选技磁环的大小，如果是使用KG法，不用这一步。

第七：计算原边线圈数：NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe式中的NP为原边线圈数，Vs是最小输入电压。

第八：计算原边峰值电流Ip=Po/VsG第九：计算电流密度：J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp第十：计算原边线圈的线经：Axp=Ip/J如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。

公式如下：Axp=0.707Ip/J第十一：根据Axp值选择导线规格：第十二：计算原边线圈阻值：Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6第十三：计算铜损：Pcup=IpRp第十四：计算副边线圈数：Ns=(V oNp/Vs)(1+a/100);第十五：计算副边线圈线经：Axs=Io/J式中的Io的是输出电流：如果是全波整流，需要按0.707折算。

Axs=Io x 0.707 / J第十六：根据Axs值选择副边线圈的导线规格。

推挽输出变压器的设计(Turner)-第三页V1.00

推挽输出变压器设计（于2011年重新编辑）原作者：Turner译者：中泽洋造第三页：继续设计OPT-1A1.选取绕组结构Fig 10. 假想的同心绕组变压器的横截面图Table 2, 3, 4, 5, 不同推挽变压器的绕组结构2.选择绝缘层厚度Table 6. 绝缘厚度VS电压3.列出所有绝缘层Fig 11. 带有阴极负反馈绕组的OPT-1A绕制图4.计算初级绕组+绝缘层的总厚度5.计算次级理论最粗线径6.寻找合适的实际次级线径7.计算理论次级每层/段匝数Table. 匝比和阻抗转换比表格8.选择次级分段安排Fig 12，次级分2段Fig 13，次级分3段Fig 14，次级分4段Fig 15，次级分5段Fig 16，次级分6段Fig 17，4A方案细则Table. 匝比和阻抗转换比表格Fig 18，4C方案细则Table. 匝比和阻抗转换比表格Fig 19，4C方案接线细则Fig 20，4A方案接线细则单一输出匝比的方案9.计算次级铜损10.计算总铜损11.计算线包总厚度12.画出绕制安排的草图Fig 21，OPT-1A，超线性接法方案Fig 22，OPT-1A，负反馈绕组方案Fig 23，OPT-1A，绕制方案13.计算适中屏-屏阻抗RLa-a时的铁芯低频饱和频率有许多注意点和计算公式15.在推挽变压器中加入部分气隙、Fig 25，气隙的影响16.计算漏感漏感够低了吗？检查的2种方法17.计算分布电容。

12步的检测方法，有许多注意点和计算公式。

正文（第三页）30.选取绕组结构对于很多没有多少绕制宽频变压器经验的读者和设计者们来说，选取何种绕组结构绝对是一个千古难题。

26421436_基于推挽电路的大功率直流电源设计

电气传动2016年第46卷第5期基于推挽电路的大功率直流电源设计姜艳姝，郭东，徐兴（哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：基于PWM 控制的推挽式DC-DC 直流升压电路的系统结构，设计了一款2kW 大功率直流升压变换器。

该推挽拓扑结构采用2组高频变压器并联的升压方式，用1组驱动信号同时驱动2个开关管，转换效率高，对器件的参数要求不高。

最后研制出了额定直流48V 输入，直流310V 输出，2kW 功率的DC/DC 变换器。

通过实验证明该变换器具有较高的效率与实用价值。

关键词：PWM 控制；高频变压器；开关管；DC/DC 中图分类号：TM433文献标识码：ADesign a DC Power Supply Based on Two Series Transformer of Push⁃pull CircuitJIANG Yanshu ，GUO Dong ，XU Xing（Automation Institute ，Harbin University of Science and Technology ，Harbin 150080，Heilongjiang ，China ）Abstract:Based on PWM control of push⁃pull DC-DC booster circuit system structure ，a 2000W DC boostconverter was designed.The push ⁃pull topology adopted two sets of high frequency transformer in parallel way ofbooster ，with a set of driving signal to drive both switch tube ，high conversion efficiency ，and the parameters of the request was not too high to the device.Finally 2000W DC/DC converter was developed with DC 48V input ，DC310V output.Experiments show that the converter has more efficiency and practical value.Key words:PWM controller ；high⁃frequency transformer ；switching tube ；DC-DC作者简介：姜艳姝（1971-），女，博士，教授，Email ：*********************.cn开关型DC/DC 变换器采用功率半导体器件作为开关，其功耗小，效率高，转换效率可达70%~95%。

推挽变压器计算

最高输入直流电压最低输入直流电压
输出直流电压
初次级匝数比调整管最高反向电压占空比
初级电感量L 初级电流的峰值⊿i 初级平均电流
磁通密度
14
功率
10
效率8Biblioteka 输出电流1.25 24 0.5
1.17188E-05 17.06666667 4.266666667
0.25
32 0.75
4
拟选定磁芯型号
MATERIAL
Dimensions (mm)
Ap 磁芯面积乘积
EE30
材料 PC40
A*B*C 30*13.15*10.7
( cm4 ) 0.7995
磁芯骨架参数
初级槽宽度mm
17.5
初级槽深度mm
计算初级电感匝数计算次级电感匝数次级峰值电流次级平均电流
7.339449541 5.871559633 21.33333333 5.333333333
初级线圈导线直径mm
0.6
初级线圈股数
4
次级线圈导线直径mm
0.6
次级线圈股数
5
每层初级线圈可绕匝数每层次级线圈可绕匝数
6.944444444
初级线圈可绕层
5.555555556
次级线圈可绕层
4.761904762 4.761904762
实际绕法：
第一层第二层第三层第四层
初级绕组N1 次级绕组N3 初级绕组N2 次级绕组N4
0.6线4线并绕8匝 0.6线5线并绕6匝 0.6线4线并绕8匝 0.6线5线并绕6匝
第五层
反馈绕组N5 0.6线6匝
开关频率
25000
AL 单匝电

推挽式高频变压器设计

供一．电磁学计算公式推导：1．磁通量与磁通密度相关公式：Ф = B * S⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)磁通密度磁通密度是磁感应强度的一个别名。

垂直穿过单位面积的磁力线叫做磁通量密度，简称磁通密度，测量主机侧板底部磁通密度它从数量上反映磁力线的疏密程度。

磁场的强弱通常用磁感应强度“Ｂ”来表示，哪里磁场越强，哪里Ｂ的数值越大，磁力线就越密。

按照国际单位制磁感应强度的单位是特斯拉，其符号为T：磁感应强度还有一个过时的单位：高斯，其符号为G：1 T = 10000 G。

这个符号在技术设施中还广泛使用。

通常条形磁铁两极附近的磁感应强度大约是几十到几百高斯。

在处理与磁性有关问题时，除了要用到磁感应强度外，常常还要讨论穿过一块面积的磁力线数目，称做磁CPU附近磁通密度通量，简称磁通，有Φ 示。

磁通量的单位是韦伯，用Wb表示，以前还有麦克斯韦有Mx表示。

如果磁场中某处的磁感应强度为Ｂ，在该处有一块与磁通垂直的面，它的面积为Ｓ，则穿过它的磁通量就是Φ = BS式中磁感应强度Ｂ的单位是高斯（Ｇs）；面积Ｓ的单位是平方厘米；磁通量的单位是麦克斯韦（Mx)。

磁通量的简介公式：Φ=BS，适用条件是B与S平面垂直。

当B与S存在夹角θ时，Φ=B*S*cosθ。

Φ读“fai”四声。

单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb，1Wb=1T*m^2;=1V*S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向。

意义：磁通量的意义可以用磁感线形象地加以说明．我们知道在同一磁场的图示中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B 越大．因此，B越大，S越大，穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大．B与S平面不垂直的情况磁通量通过某一平面的磁通量的大小，可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少来形象地说明。

推挽输出变压器的设计（Turner）-第四页V1.00

推挽输出变压器的设计（Turner）-第四页V1.00译者声明：本⼈仅为业余爱好者，翻译内容也许有误，如有任何建议，请跟帖；此翻译仅作学习⽤途，并为了坛友阅读⽅便做出了些本⼈认为合适的改动；本⼈⽆任何侵犯版权的意图，如作者或任何⼈认为此举不妥，请接受本⼈诚挚的道歉，并会⽴即将其从⽹上删除。

推挽输出变压器设计（于2011年重新编辑）原作者：Turner译者：中泽洋造第四页：有次级抽头的变压器47.次级抽头法48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数Fig 26，输出功率曲线（三个不同次级匝数）阻抗匹配49.计算次级可⽤窗⼝厚度50.计算次级理论最⼤线径决定次级每段的层数计算线圈总厚度Fig 27. OPT-1BTS的绕制⽅案结论与4个最佳补救⽅案Fig 28. OPT-1ATS的绕制⽅案51.计算适中负载时的总铜损52.对⽐次级抽头与不抽头时的铜损53.对⽐抽头与不抽头⽅案的漏感54.抽头变压器的分布电容正⽂（第四页）47.次级抽头法采⽤次级抽头适应不同扬声器阻抗的变压器在此编号为OPT-1ATS，同样⽤于⼀对6550或KT88的推挽输出级，屏压500V，静态屏流为每管50mA，所有⼯况都与OPT-1A变压器的相同。

除了使⽤分段次级，通过排列组合得出合适阻抗变⽐之外，我们还可以在次级抽出不同的抽头来适应不同扬声器阻抗，此时便不需要⽤烙铁来改变输出端⼦的额定阻抗了。

此时变压器除了次级线圈两端之外可以抽出两个左右的抽头，⼀共四条输出线连⾄输出端⼦上，⽽输出端⼦⼀般标为Common / 0V，4Ω，8Ω，16Ω。

不少放⼤器只有Com，4Ω，8Ω三个端⼦。

注意：铁芯⼤⼩和初级匝数会与OPT-1A完全相同。

48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数OPT-1ATS的初级匝数与OPT-1A相同，都是2320TOPT-1ATS有四个扬声器输出端⼝，其中⼀个是Com端，与地线相连。

其他3个端⼦是4Ω，8Ω和16Ω端⼦。

有抽头的次级是⼀个不可调整的次级，多段次级都有相同位置的多个抽头，最后并联以获得合适的扬声器阻抗匹配。

推挽式开关电源变压器参数的计算【最新版】

推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式，如:交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。

1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。

推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。

对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm 变化到正的最大值+Bm。

关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。

根据(1-95)式:(1-150)式和(1-151)式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。

式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米)，Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui 为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏;τ= Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒);F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和τ取值要预留20%左右的余量。

推挽式变压器设计步序

推挽式变压器设计步序1.确定设计需求：首先，需要明确设计变压器的基本参数，例如输入电压和输出电压的大小、额定功率、频率等。

2.计算变压器的转比：根据变压器的输入电压和输出电压，可以计算出变压器的转比。

转比可以通过公式Np/Ns=Vp/Vs来计算，其中Np和Ns分别为一次和二次线圈的匝数，Vp和Vs分别为一次和二次电压。

3.选择磁芯材料：根据设计需求和转比计算结果，选择合适的磁芯材料。

常见的磁芯材料有硅钢片和铁氧体等。

选择合适的磁芯材料可以提高变压器的效率和性能。

4.计算线圈匝数：根据转比和磁芯材料的特性，计算一次和二次线圈的匝数。

匝数的选择一般需要考虑磁流密度、绕线空间、功率损耗等因素。

5.设计线圈结构：根据计算得到的线圈匝数和磁芯尺寸，设计线圈的结构。

线圈可以采用多层或单层绕线方式，根据需求选择合适的线径和绕线方法。

6.计算磁路参数：根据磁芯材料和线圈结构，计算磁路的重要参数，例如磁感应强度、总磁通和磁线圈电压等。

这些参数可以帮助确定磁芯和线圈尺寸，以及确保变压器的正常工作。

7.选择绝缘和冷却材料：为了提高变压器的绝缘能力和散热效果，需要选择合适的绝缘和冷却材料。

常见的绝缘材料包括绝缘纸和绝缘漆等，常见的冷却材料包括散热片和散热器等。

8.进行热设计：根据变压器的功率和工作条件，进行热设计，以确定变压器的散热能力。

这可以通过计算变压器的额定温升和选择散热装置来实现。

9.进行效率和损耗分析：根据变压器的设计参数和工作条件，进行效率和损耗分析。

这可以帮助优化变压器的结构和性能，以提高其工作效率。

10.进行电磁和热演算：最后，使用电磁和热演算软件对变压器进行模拟分析，以验证设计的正确性和评估其性能。

总之，推挽式变压器设计需要综合考虑电路参数、磁芯材料、线圈结构、绝缘和冷却等多个因素，通过计算、分析和模拟等方法进行优化和验证，以确保设计出满足要求的高性能变压器。

这些步骤的具体顺序和方法可以根据实际情况进行调整和改进。

开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1

开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1一、开关电源原理与设计开关电源是一种通过开关器件（如晶体管、MOSFET、IGBT等）对直流电压进行开关切换的电源。

其工作原理是通过将交流电源转换为高频脉冲信号，再经过整流和滤波电路获得所需的直流输出电压。

相比传统的线性电源，开关电源具有体积小、效率高和稳定性好等优点，因而得到了广泛应用。

开关电源主要由输入电路、开关控制电路和输出电路三部分组成。

输入电路主要用于将交流电源转换为直流电源，开关控制电路用于控制开关器件的开关状态，输出电路则用于将开关器件输出的高频脉冲信号转换为所需的直流输出电压。

二、推挽式变压器开关电源推挽式变压器开关电源是一种常用的开关电源结构，其主要特点是采用推挽式变压器来实现输入电流的隔离和输出电压的变换。

1.输入电路推挽式变压器开关电源的输入电路一般包括输入滤波电路、整流电路和功率因数校正电路。

（1）输入滤波电路：输入滤波电路主要用于对输入电压进行滤波，以消除输入电压的高频噪声和干扰，提供稳定的直流电压给整流电路使用。

（2）整流电路：整流电路一般采用全波整流或桥式整流电路来将交流电源转换为直流电源。

全波整流电路通过二极管桥将输入交流电压转换为脉冲电压，而桥式整流电路则可以实现更高的整流效率。

（3）功率因数校正电路：功率因数校正电路主要用于改善开关电源的功率因数，以降低对电网的污染。

常用的功率因数校正技术有桥式整流功率因数校正和直流并联功率因数校正。

2.开关控制电路开关控制电路主要用于控制开关器件的开关状态，以实现开关电源的输出调节和保护功能。

（1）PWM控制技术：PWM控制技术通过调节开关器件的导通时间和截止时间来实现对输出电压的调节，以达到恒定输出电压的目的。

常用的PWM控制技术有固定频率PWM控制和可变频率PWM控制。

（2）反馈控制技术：反馈控制技术通过将输出电压与参考电压进行比较，产生误差信号并经过PID控制后调节PWM信号的占空比，以实现对输出电压的精确调节。