正激类(全桥、半桥、推挽、正激)变压器计算
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。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性（Buck—Boost）变换器的基础上演 变而来的，它具有以下优点： 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管，因此，体积 比正激式开关电源的要小，且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源：单管自激，反激，推挽，半桥，全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时，变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点： 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点，可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单，成本很低，能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管，只需一组驱动脉冲；其对控制电路的要求 比双端变换器低。
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。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
3 脚为误差放大器 A1、A2 输出端。集成电路内部用于控制 PWM 比较器的同相输入， 当 A1、A2 任一输出电压升高时，控制 PWM 比较器的输出脉宽减小。同时，该输出端还引 出端外，以便与 2、15 脚间接入 RC 频率校正电路和直流负反馈电路，稳定误差放大器的增 益以及防止其高频自激。3 脚电压反比于输出脉宽，也可利用该端功能实现高电平保护。 4 脚为死区时间控制端。当外加 1V 以下的电压时，死区时间与外加电压成正比。如果 电压超过 1V，内部比较器将关断触发器的输出脉冲，起到保护作用。 5 脚为锯齿波振荡器外接定时电容端。 6 脚为锯齿波振荡器外接定时电阻端。 7 脚为共地端。 8、11 脚为两路驱动放大器 NPN 管的集电极开路输出端。当通过外接负载电阻引出输 出脉冲时，为两路时序不同的倒相输出，脉冲极性为负极性，适合驱动 P 型双极型开关管 或 P 沟道 MOS FET 管。此时两管发射极接共地。 9、10 脚为两路驱动放大器的发射极开路输出端，也是对应的脉冲参考地端。 12 脚为 Vcc、输入端。供电范围适应 8～40V。 13 脚为输出模式控制端。 外接 5V 高电平时为双端图腾柱式输出， 用以驱动各种推挽开 关电路。接地时为两路同相位驱动脉冲输出，8、11 脚和 9、10 脚可直接并联。双端输出时 最大驱动电流为 2×200mA，并联运用时最大驱动电流为 400mA。 14 脚为内部基准电压精密稳压电路端。输出 5V±0.25V 的基准电压，最大负载电流为 10mA。用于误差检出基准电压和控制模式的控制电压。 15 脚为内部 2#误差放大器的反向输入端 IN2-。 16 脚为内部 2#误差放大器的同向输入端 IN2+。 RT 取值范围 1.8～500kΩ，CT 取值范围 4700pF～10μF，最高振荡频率 fOSC≤300KHz。 TL494 在工作时， 通过 5、 6 脚分别接定时元件 CT 和 RT。 经相应的门电路去控制 TL494 内部的两个驱动三极管交替导通和截止，通过 8 脚和 11 脚向外输出相位相差 180°的脉宽调 制控制脉冲。工作波形如图 3-3 所示。TL494 若将 13 脚与 14 脚相连．可形成推挽式工作； 若将 13 脚与 7 脚相连．可形成单端输出方式。为增大输出可将 2 个三极管并联[7]。
正激类(全桥、半桥、推挽、正激)变压器计算
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 “1-63．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。
（1152）式 还没有考 虑变压器 的工作效 率，当把 变压器的 工作效率 也考虑进 去时，最 好在（1152）式 的右边乘 以一个略 大于1的 系数。
B）直流 输出电压 非调整式 推挽开关 电源变压 器初、次 级线圈匝 数比的计 算
直流输出 电压非调 整式推挽 开关电 源，就是 在DC/AC 逆变电源 的交流输 出电路后 面再接一 级整流滤 波电路。 这种直流 输出电压 非调整式 推挽开关 电源的控 制开关K1 、K2的占 空比与 DC/AC逆 变电源一 样，一般 都是 0.5，因 此，直流 输出电压 非调整式 推挽开关
1-8-1-42．推挽 式开关电 源变压器 初、次级 线圈匝数 比的计算
A）交流 输出推挽 式开关电 源变压器 初、次级 线圈匝数 比的计算 推挽式开 关电源如 果用于 DC/AC或 AC/AC逆 变电源， 即把直流 逆变成交 流输出， 或把交流 整流成直 流后再逆 变成交流 输出，这 种逆变电 源一般输 出电压都 不需要调 整，因此 电路相对 比较简 单，工作 效率很高 。
n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 次/ 初级变压 比，D为 0.5时 （1152） 不过，在 低电压、 大电流输 出时，一 定要考虑 整流二极 管的电压 降。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
全桥-半桥-推挽-正激-反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
变压器计算
一、变压器的设计步骤和计算公式：1.1 变压器的技术要求：输入电压范围；输出电压和电流值；输出电压精度；效率η磁芯型号；工作频率f；最大导通占空比Dmax;最大工作磙密度Bmax；其它要求。
1.2 估算输入功率，输出电压，输入电流和峰值电流：1.估算总的输出功率：Po=Vo1*Io1+Vo2*Io2+Vo3*Io3......2.估算输入功率：Pin=Po/η3.计算最小和最大输入电流电压Vin(min)=AC(min)*1.414(DCV)Vin(max)=AC(max)*1.414(DCV)4.计算最小和最大输入电流Iin(min)=Pin*Vin(max)Iin(max)=Pin*Vin(min)5.估算峰值电流：Ipk=K(Pout)/Vin(min)Kpout 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,Buck-Boost和反激电路）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，就需要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：Ap=Aw*Ae=0.68Pout*dw*10(5次方)/Bmax*F 0.68pout∗dw∗105B(max)∗F式中：dw ------- 一次绕组导线截面积，单位：（CM2）；Bmax ----- 最大工作磁通密度，单位为T；F -------- 工作频率，单位为Hz；Pout ----- 变压器总输出功率，单位为W。
窗口利用因数按下表计算。
1.4 计算一次电感最小值LpriLpri=Vin(min)*D(max)/Ipk* Vin(min)∗D(max)Ipk∗F式中：F单位为Hz1.5 计算磁芯气隙LgapLgap=0.4*∏*Lpri*Ipk*10(8次方)/Ae*B(max2次方)0.4∗∏∗Lpri∗Ipk∗108Ae∗B(max)2= CM2其中：Ae =磁芯有效截面积，单位为CM2Bmax =单位为G；Lpri =单位为H。