反激变压器设计
反激变压器设计实例
反激变压器设计实例设计一个反激变压器是一个非常复杂的工程，需要考虑许多因素，包括输入电压、输出电压、功率需求、电流负载、转换效率等。
在这里，我将给出一个反激变压器的设计实例，以帮助你更好地理解。
假设我们需要设计一个输入电压为220V，输出电压为12V的反激变压器，功率需求为60W。
首先，我们需要确定变压器的转换比。
转换比可以通过输出电压和输入电压的比值来确定。
在本例中，转换比为12V/220V，即0.0545接下来，我们需要确定主电压边（Primary Side）的匝数。
主电压边上的匝数决定了变压器的转化比。
然后，我们需要确定次电压边（Secondary Side）的匝数。
次电压边的匝数通过主电压边的匝数和转换比来计算。
在本例中，次电压边的匝数为1000*0.0545，约为54.5、为了简化设计，可以选择将次电压边的匝数设定为55接下来，我们需要根据功率需求来确定变压器的尺寸。
功率可以通过输入电压和电流来计算。
在本例中，输入电压为220V，功率为60W，那么电流为60W/220V，约为0.27A。
然后，我们可以根据电流负载来确定导线截面积。
在本例中，电流为0.27A，我们可以选择导线截面积为0.5mm²。
接下来，我们需要计算主电压边的绕线长度。
主电压边的绕线长度可以通过主电压边的匝数和导线的长度来计算。
在本例中，主电压边的匝数为1000，并且我们选择导线长度为2m，那么主电压边的绕线长度为1000*2m，约为2000m。
然后，我们需要计算次电压边的绕线长度。
次电压边的绕线长度可以通过次电压边的匝数和导线的长度来计算。
在本例中，次电压边的匝数为55，并且我们选择导线长度为2m，那么次电压边的绕线长度为55*2m，约为110m。
接下来，我们需要计算变压器的转换效率。
转换效率可以通过输出功率和输入功率来计算。
在本例中，输出功率为60W，输入功率可以通过输入电压和电流来计算，即220V*0.27A，约为59.4W。
反激变压器设计实例
I2 SRMS
− IO2
= 1.3( A)
副边交流电损耗： Pac2 = I ac22 * Rac2 = 0.073(W )
副边绕组线圈总损耗： P2 = Pdc2 + Pac2 = 0.113(W )
总的线圈损耗： Pw = P1 + P2 = 0.153(W ) 2）磁芯损耗：
峰值磁通密度摆幅： ∆B = BMAX K RP = 0.1(T ) 2
原边交流电流分量有效值： Iac1 =
I2 RMS
− I AVG 2
= 0.107( A)
原边交流电损耗： Pac1 = I ac12 * Rac1 = 0.0229(W )
原边绕组线圈总损耗： P1 = Pdc1 + Pac1 = 0.04(W )
副边直流电阻： Rdc2 = ρ * l = 0.04(Ω) A
7
5
原边导线厚度与集肤深度的比值： Q = 0.83d d / s = 0.5678 ∆
d为原边漆包线直径0.23mm，s为导线中心距0.27mm， ∆ 为集肤深度0.31mm。 原边交流电阻与直流电阻比：由于原边采用包绕法，故原边绕组层数可按两层考虑，根据上
式所求的Q值，查得 Fr = Rac1/ Rdc1 ≈ 1 。 原边交流电阻： Rac1 = Rdc1× Fr = 1.993(Ω)
选择磁芯材料为铁氧体，PC40。
4、选择磁芯的形状和尺寸：
在这里用面积乘积公式粗选变压器的磁芯形状和尺寸。具体公式如下：
反激变压器工作在第一象限，最高磁密应留有余度，故选取BMAX=0.3T，反激变压器的系数 K1=0.0085（K1是反激变压器在自然冷却的情况下，电流密度取420A/cm2时的经验值。）
30W反激变压器设计
30W反激变压器设计反激变压器（Flyback Transformer）是一种广泛应用于电源供应器中的变压器。
它的特点是可以实现高压变换、隔离和电源回馈控制，适用于各种电力供应器和逆变器应用。
在本篇文章中，将详细介绍30W反激变压器的设计原理和步骤。
首先，我们需要明确设计要求和规格。
根据需求，我们需要设计一个30W的反激变压器。
一般来说，该类型的变压器包括两个主要部分：主变压器和辅助电路。
主变压器用于输出电源的隔离和升降压，而辅助电路则用于控制开关管的导通和关断。
在设计过程中，我们需要考虑以下几个关键参数：1.输入电压和输出电压：根据应用需求，确定变压器的输入和输出电压范围。
2.输出功率：确定变压器的输出功率要求，以决定设计的变压器芯的尺寸和匝数。
3.开关频率：选择适当的开关频率，以确保变压器的效率和稳定性。
4.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。
常用的芯式包括EE、EL、EP等。
5.线圈匝数计算：根据输入和输出电压的比例，计算主辅助线圈的匝数。
设计步骤如下：1.确定输入和输出电压：根据应用需求，选择合适的输入电压和输出电压。
2.计算变压比：计算输入和输出电压的比例，确定变压器的变压比。
3.计算输出电流：根据输出功率和输出电压，计算输出电流。
4.计算开关频率：选择适当的开关频率，一般在20kHz至100kHz之间。
5.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。
6.计算线圈匝数：根据输入和输出电压的比例，计算主线圈和辅助线圈的匝数。
7.计算变压器的匝数比：根据主辅助线圈的匝数，计算变压器的匝数比。
8.计算变压器的电感：根据输入电压、开关频率和匝数，计算变压器的电感（L）。
9.计算开关管的导通时间：根据变压器的电感和输出电流，计算开关管的导通时间。
10.选择开关管：根据导通时间和输出电流，选择合适的开关管。
11.制作变压器线圈：根据计算得到的匝数和线径，制作主线圈和辅助线圈。
反激变压器设计过程
反激变压器设计过程1、初始值设定1.1 开关频率fkHz对于要接受EMI规格适用的产品,不要设定在150kHz预计余量的话120kHz左右以上;一般设定在65kHz左右;1.2 输入电压范围设定主要对瞬时最低输入电压／连续最低输入电压／最大输入电压的3类进行设定;1.3 最大输出电流设定对于过电流保护最大输出电流／连接最大输出电流／峰值最大输出电流在规格书上有规定的情况下3种类,进行设定;另外,在这最大输出电流中需包括对于各自偏差的余量;1.4 最大二次绕组输出端电压设定用以下公式算出：最大二次绕线端输出电压：V N2max V ＝接插件端输出电压＋线间损失0.1～0.5V ＋整流元器件Vf 0.4～0.6V※ 在有输出电压可变的情况下,根据客户要求规格书的内容不同,适用的范围而各不相同;只保证输出电压 ※只在装置试验时电压可变的情况下; 磁芯用最大输出电压来设计;绕线是用额定输出电压来设计;保证所有的性能※在实际使用条件下通常的电压可变的情况下; 磁芯、绕线都用最大输出电压来设计;1.5 一次电流倾斜率设定输入电压,瞬时最低动作电压、输出电流,在过电流保护最大输出电流／连接最大输出电流／峰值最大输出电流的任意一个最大输出电流的条件下,设定图1－１的一次电流波形的斜率;K 的设定公式如下;作为目标,设定到0.5～0.6,兼顾到之后的其他特性,作最适当的变更;1.6 最大占空比设定一般设定为0.45～0.65;1.7 最大磁通密度设定Bmax设定为磁芯的产品目录上所记载的饱和磁通密度×0.8～0.9;设计的要点：单一输入的情况下设定为0.45、普遍输入的情况下设定为0.65左右;图1-2中表示了TDK 制的磁珠磁芯PC44的B-H 曲线图; 磁芯的磁通密度BT,如图1-2所示,与磁场强度HA/m 成比例,增加;另外,当B 达到一定的值时,在那基础上,即使增加H,B 也不会增加;在此磁束饱和状态下,不仅仅达不到作为变压器的机能,还有开关FET 破损的危险性,因此磁芯绝对必须在此饱和磁通密度以下来使用;另外,从产品目录上引用数据时,需要在符合使用条件的温度下选择饱和磁通密度,因此请注意;※磁芯的饱和磁通密度是根据温度而变动;在TDK 制PC44的120℃下的饱和磁通密度,将降低到25℃时的值的68.6％;因此,如果在25℃的条件下设计的话,有可能发生使用时的故障;1.8 绕线电流密度设定绕线电流密度对绕线的温度上升有一定影响,因此一定要考虑冷却条件、使用温度范围、变压器构造等,再进行适当的设定;设计要点：・ 变压器的发热,是根据,根据磁芯损失的铁损和根据绕线损失的铜损来决定2、变压器特性设计2.1 计算一次绕组的电流峰值变压器总输出功率P 2W 是瞬时最大值;在输出电流规格书中有设定峰值条件的情况下,用I o peak ×V N2max ;另外,多输出的情况下,将各电路的输出功率的总和作为变压器总输出功率;变压器效率一般为0.95;2.2 计算一次/二次绕组的匝数比匝数比根据输出入电压和最大占空比来决定;2.3 计算一次绕组的电感量3、变压器构造设计3.1 计算一次绕组的电流有效值 计算一次绕线电流有效值I N1 TYP RMS ;不用考虑瞬时最低动作输入电压、过电流、峰值最大电流;首先求出占空比α;接着用以上所求出的占空比α,求出一次绕线电流有效值;作为标准,从１．１．８项中设定的绕线电流密度I/SA/mm 2和一次绕线电流有效值I N1typrms A 中,计算出一次绕线截面积S N1mm 2;3.2 计算二次绕组的电流有效值※省略以下的详细计算,可以将直流输入电流的1．6倍作为一※可以省略以下的详细计算,将直流输出电流的1．4倍作为二在实使用条件的通常驻机构状态下,用在１．３．１项中算出的占空比α、一次绕线电流有效值IN1typrmsA,算出连续流出的最大的二次绕线电流有效值;替换为与各自的二次绕线和一次卷的绕线比,进行计算,另※多输出变压器的情况下,将N12中加上对于全功力的其电路输出功力的比率;外在所求得的IN2typrmsA作为标准,从在1．１．８项中设定的绕线电流密度I/SA/mm2与二次绕线电流有效值IN2typrms中,计算出二次绕线断面积Smm2;N2设计要点：・变压器的发热,是根据,根据磁芯损失的铁损和根据绕线损失的铜损来决定的;绕线电流密。
反激变压器设计(标准格式)
副边有效值电流：
根据所选线径计算副边电流容量：
自供电绕组线径：由于自供电绕组的电流非常小只有5mA，因此对线径要求并不是很严格，在这里主要考虑为便于与次级更好的耦合及机械强度，因此也采用裸线径为0.35mm的漆包线进行绕置，使其刚好一层绕下，减小与次级之间的漏感，保证短路时使自供电电压降低。
7、计算变压器损耗和温升
变压器的损耗主要由线圈损耗及磁芯损耗两部分组成，下面分别计算：
1）线圈损耗：
原边直流电阻：
为100℃铜的电阻率为2.3×10-6（ ·cm）； 为原边绕组的线圈长度，实测为360cm；A为原边0.23mm漆包线的截面积。
原边直流损耗：
原边导线厚度与集肤深度的比值：
d为原边漆包线直径0.23mm，s为导线中心距0.27mm， 为集肤深度0.31mm。
根据所选线径计算原边绕组的电流密度：
计算副边绕组导线允许的最大直径（漆包线）：
根据上述计算数据可采用裸线径DIASS=0.72mm的漆包线绕置，但由于在温度100℃、工作频率为60KHz时铜线的集肤深度： ，而0.72mm大于了2倍的集肤深度，使铜线的利用率降低，故采用两根0.35mm的漆包线并绕。
《参考文献》
1、《现代高频开关电源实用技术》 刘胜利 编著 电子工业出版社 2001年
2、《开关电源中磁性元器件》 赵修科 主编南京航空航天大学自动学院2004年
3、《TDK磁材手册》 日本TDK公司 2005年
5、计算变压器匝数、有效气隙电感系数及气隙长度。
6、选择绕组线圈线径。
7、计算变压器损耗和温升。
下面就按上述步骤进行变压器的设计。
二、设计过程：
1、电源参数：（有些参数为指标给定，有些参数从资料查得）
反激变压器设计实例
反激变压器设计实例首先，需要确定输出功率。
假设需要输出功率为50W，根据功率平衡关系可知，输入功率和输出功率之间满足关系：输入功率=输出功率/效率。
假设效率为80%，则输入功率为62.5W。
接下来，需要确定工作频率。
工作频率是根据具体应用场景和电子元器件选择而定。
在一般应用中，常用的工作频率为20kHz-200kHz。
本文选择工作频率为50kHz。
根据输入功率和工作频率，可以确定变压器的整流磁链。
整流磁链的计算公式为：Bac = (2*P)/(f*Ae)，其中Bac为整流磁链，P为输入功率，f为工作频率，Ae为有效磁路面积。
根据公式计算，整流磁链为0.25T。
接下来，需要确定变压器的变比。
变比是根据输入和输出电压之间的关系来确定的。
根据输入电压和输出电压的比值，可以确定变压器的变比。
本文选择输入电压为220V，输出电压为12V，变比为18.33然后，需要确定变压器的初始工作条件。
变压器在初始工作条件下需要满足一些性能指标，包括工作电流、磁通密度、差动感应电势等。
根据这些指标可以确定变压器的铁芯截面积和匝数。
在本文的实例中，输入电压为220V，输出电压为12V，变比为18.33，因此输入电流为0.28A，输出电流为4.34A。
根据输出电流和工作频率可以确定匝数。
根据变压器的铁芯材料和工作磁通密度，可以确定变压器的铁芯截面积。
最后，需要进行变压器的检验和调试。
对于反激变压器的设计，主要检验电路是否稳定、变压器的各项指标是否达标。
可以通过调试和测量来验证设计的正确性。
常见的检验和调试项目包括输出电压稳定性、效率、输入电流波形、输出电流波形等。
以上是一个反激变压器的设计实例。
设计反激变压器需要考虑各种因素，包括输入功率、输出功率、输入和输出电压、工作频率等。
通过合理的设计和调试，可以保证反激变压器的性能指标和稳定性，满足具体的应用要求。
反激变压器设计原理
反激变压器设计原理1.反激变压器的基本原理当主线圈接通电源时，产生的高能脉冲信号通过铁芯传导到辅助线圈中。
在磁场的作用下，辅助线圈产生电压，并通过一些电子元件来调节反激脉冲的频率和幅值。
这样，通过反激变压器可以实现从一个电压到另一个电压的变换。
2.反激变压器的工作模式反激变压器有两种工作模式，分别是正激和反激模式。
在正激模式下，主线圈通电时产生的磁场与辅助线圈的磁场相同方向，使得辅助线圈产生电压，并通过整流二极管向负载供电。
在反激模式下，主线圈通电时产生的磁场与辅助线圈的磁场反向，磁场储存能量，然后辅助线圈自己产生反激脉冲，供电给负载。
3.反激变压器的设计要点在设计反激变压器时，需要考虑一些重要的要点。
首先，需要选择合适的铁芯。
铁芯的选择决定了反激变压器的功率和效率。
一般来说，高磁导率、低磁滞损耗的硅钢片是较好的选择。
其次，需要选择合适的主线圈和辅助线圈的参数。
主线圈的匝数和电流决定了输入和输出的电压关系，而辅助线圈的匝数和电流决定了辅助线圈的电压。
这两个参数需要根据负载的要求和设计目标进行选择和计算。
另外，需要合理设计反激脉冲产生和控制电路。
反激脉冲的产生和控制决定了反激变压器的工作频率和输出稳定性。
一般来说，采用谐振器控制的方式可以提高变压器的效率和稳定性。
此外，还需要考虑保护电路的设计。
反激变压器在工作过程中可能会发生过电流、过压和过载等问题，因此需要设计相应的保护电路来保护变压器和负载。
常见的保护电路包括过流保护器、过压保护器和过载保护器等。
最后，还需要进行反激变压器的周围环境和散热设计。
反激变压器在工作时会产生一定的热量，需要通过合理的散热设计来降低温度，以保证系统的稳定性和寿命。
4.反激变压器的应用-电子设备中的电源转换器；-电动机驱动系统中的变频器；-LED照明系统的电源；-电动汽车充电器等。
总结：反激变压器是一种常用于电源系统中的变压器，通过高能脉冲信号传导电能实现电压的转换。
其设计需要考虑铁芯选择、线圈参数、脉冲产生和控制电路、保护电路以及散热设计等一系列要点。
反激式开关电源变压器设计
学习培训教材
汇报时间：12月20日
Annual Work Summary Report
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； 最大工作磁通密度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=V01xI01+V02xI02…… 2）估算输入功率：Pin= Po/η 3）计算最小和最大输入电流电压 Vin(MIN)=ACMINx1.414(DCV) Vin(MAX)=ACMAXx1.414(DCV)
4）计算最小和最大输入电流电流 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，Buck- Boost 和反激电路）
1.3 确定磁芯尺寸 确定磁芯尺寸有两种形式，第一种按制造厂提供的图表，按各种磁芯可传递的能量来选择磁芯，例如下表： 表一 输出功率与大致的磁芯尺寸的关系 输出功率/W MPP环形 E-E、E-L等磁芯 磁芯直径/（in/mm) (每边)/(in/mm) <5 0.65(16) 0.5(11) <25 0.80(20) 1.1(30) <50 1.1(30) 1.4(35) <100 1.5(38) 1.8(47) <250 2.0(51) 2.4(60)
2.2 估算输入功率、输入电压、输入电流和峰值电流 1）输出功率：Po=5V*1A+2*12V*1A+24V*1.5A=65W 2) 输入功率：Pin=Po/η=65W/0.8=81.25W 3) 最低输入电压：Vin(min)=AC90V*1.414=DC127V 4) 最高输入电压：Vin(max)=AC240V*1.414=DC340V 5) 最大平均输入电流： Iin(max)=Pin/Vin(min)=81.25WDC127V=DC0.64A 6) 最小平均输入电流： Iin(min)=Pin/Vin(max)=81.25WDC340V=DC0.24A 7) 峰值电流：Ipk=5.5Po/Vin(min)=5.5*65W/127V=2.81A 2.3 确定磁芯型号尺寸 按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯 磁芯Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g 2.4 计算一次电感最小值Lpri Vin(min).Dmax 127*0.5 Lpri= = = 452*10-6H=452uH Ipk.f 2.81*50*103 此处选Dmax=0.5
反激电源变压器设计
反激电源变压器设计一、变压器参数的选择反激电源变压器的核心参数包括输入电压、输出电压、输出功率和工作频率。
在设计反激电源变压器时，首先要确定输入电压和输出电压的数值，通常可以根据电子设备的需求进行选择。
然后，根据输出功率计算变压器的功率大小，一般情况下可以按照变压器的负载能力来选择。
最后，确定工作频率，一般常用的工作频率有50Hz和60Hz两种，可以根据具体的应用需求来选择。
二、绕线的计算1.确定绕组的匝数比反激电源变压器通常是多绕组变压器，其中包括输入绕组、输出绕组和反馈绕组。
输入绕组的匝数Np从输入电压和功率的关系中可以计算得到，公式为Np = Vin * Iin / P，其中Vin表示输入电压，Iin表示输入电流，P表示输出功率。
输出绕组的匝数Ns可以由输出电压和功率的关系计算得到，公式为Ns = Vout * Iout / P，其中Vout表示输出电压，Iout表示输出电流，P表示输出功率。
反馈绕组的匝数Nf可以根据设计需求确定，通常取决于反馈网络的设计。
2.计算绕组的截面积绕制反激电源变压器时需要考虑绕组的电流和电阻损耗。
根据电流密度J，可以计算出绕组的截面积A，公式为A=I/J，其中I为电流密度，J为截面积。
电流密度的取值可以根据设计经验或者具体的应用需求来确定。
另外，要考虑绕组的电阻损耗，可以通过计算电阻来确定。
3.确定绕组的材料反激电源变压器的绕组通常采用铜导线，因为铜导线有较好的导电性能和热稳定性。
在选择铜导线时，要考虑导线的直径、长度和截面积等参数，同时还要根据绕组的电流来选择合适的导线规格，以保证导线能够承受相应的电流负荷。
三、设计注意事项1.绕制绕组时要注意匝数的计算和绕线的排列方式，以保证绕组的结构紧凑和电感性能的稳定。
2.反激电源变压器中会产生电磁干扰，因此在设计时要合理布局绕组，减小磁感应强度的泄漏。
3.反激电源变压器的绕组要用绝缘材料进行绝缘处理，以避免电气短路和绝缘击穿现象的发生。
反激变压器的设计
VDf=Vin/n+Vo， Vo 为输出电压。 当开关管 Q 关断时，变压器中储存的能量向负载释放。次级线圈的电压 VS=Vo+Vd， Vd 为整流二极管 D3 正向压降。 初级线圈的电压漏感产生的尖锋电压；与输入电压反向。 设定 Vor=n*VS，为反射电压。则开关管承受的电压 Vds=Vinmax+Vor+Vleg。 实际选择开关管是必须留 20~50V 的余量。 所以： Vor=VDS-（Vinmax+Vleg+余量）=600-（375+120+20~50）=55~85V VDS：开关管的额定耐压，600V Vin：在 265V 输入时，375V Vleg:一般在 120V 余量：20V~50V 根据伏秒法则：Vin*Ton=Vor*Toff Ton：为开关管闭合时间。 Toff：为开关管关断时间。 占空比：D=Ton/（Ton+Toff），Ton+Toff 为周期 T。 Ton=T*D Toff=T*（1-D） 所以： Vin*D=Vor*（1-D） D=Vor/（Vin+Vor）
Dmax=Vor/（Vinmin+Vor）建议设置在 0.3~0.5 当输入电压最小时取得最 大占空比。
反激变压器的设计
基本步骤： 1、 确定 Dmax 和 Vor。 2、 求匝比 n。 3、 求初级电感量 Lp。 4、 选择磁芯。 5、 求最小初级匝数。 6、 初级、次级和反馈绕组匝数关系。 7、 选择线经，确定初级、次级和反馈绕组匝数。 8、 做样品、调整参数。 9、 参考例子。 一、 确定 Dmax 和 Vor 当开关管 Q 闭合时，初级线圈电压为：Vin（当输入为 265V 时，达到 375V），如果变 压器初级线圈为：Np；次级线圈为：Ns。匝比： n=Np/Ns。 则：次级线圈的电压为：Vin/n。由于次级二极管 D3 反向，没有形成回 路，所以线圈没有 电流流经负载。而二极管的反向耐压：
反激变压器设计步骤及变压器匝数计算
反激变压器设计步骤及变压器匝数计算
一、反激变压器设计步骤
1、确定变压器的参数：反激变压器的主要参数包括输入电压V1，输
出电压V0，额定电流I0，额定损耗PX，以及工作频率f；
2、确定变压器的技术形式：确定变压器的形式，包括结构、安装形
式和外形尺寸；
3、确定变压器的铁芯：根据变压器的输入电压、输出电压、额定功
率和工作频率确定变压器的铁芯型号；
4、确定电缆及配件：根据变压器的类型和参数确定变压器的绕组铜
芯和绝缘材料，以及配件；
5、测试与验收：即电气性能检验，检查外观美观度、尺寸尺寸精度、温度等；
6、求解变压器匝数：可以使用等比法求求解变压器的匝数。
1、等比法：等比法即可求得变压器的匝数，具体步骤如下：
（1）计算输入绕组和输出绕组的有效感抗；
（2）计算输入绕组和输出绕组的匝数；
（3）根据变压器匝数的计算结果调整变压器的匝数；
（4）根据调整后的匝数计算变压器的有效感抗；
（5）如果有效感抗和设计值相符，则变压器的匝数就是最终的匝数；
（6）如果不相符，则根据计算结果再次调整变压器的匝数。
反激式变压器的设计
反激式变压器的设计反激式变压器（Flyback Transformer）是一种常见的开关电源变压器，具有简单的结构、低成本和高效率等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
在进行反激式变压器的设计时，需要确定变压器的参数，包括输入输出电压、功率容量、工作频率等。
本文将详细介绍反激式变压器设计的步骤和注意事项。
设计步骤如下：1.确定输入输出电压：根据电子设备的要求和规格，确定变压器的输入和输出电压。
输入电压一般为交流电压，输出电压可以是直流电压或交流电压。
2.确定功率容量：根据电子设备的功率需求，确定变压器的功率容量。
功率容量是指变压器能够输出的最大功率，它与变压器的尺寸和导线截面积有关。
3.确定工作频率：反激式变压器通常工作在几十千赫兹到数百千赫兹的频率范围内。
选择合适的工作频率可以提高变压器的效率和稳定性。
4.计算变比：根据输入输出电压的比例关系，计算变压器的变比。
变比是指变压器的一次匝数与二次匝数之间的比例关系，它决定了输入输出电压的变换比例。
5.选择磁芯材料：磁芯是变压器的重要组成部分，它决定了变压器的性能和效率。
选择合适的磁芯材料可以提高变压器的磁耦合效果和磁导率。
6.计算匝数：根据输入输出电压的变比和磁芯的尺寸，计算一次匝数和二次匝数。
匝数决定了变压器的输入输出电压和电流。
7.计算绕线参数：根据匝数和导线截面积，计算变压器的绕线电阻和电感。
绕线电阻决定了变压器的功率损耗和温升，电感决定了变压器的高频特性和耦合效果。
8.确定绝缘等级：根据输入输出电压的大小和工作环境的要求，确定变压器的绝缘等级。
绝缘等级决定了变压器的安全性和可靠性。
9.进行结构设计：根据变压器的参数和要求，进行变压器的结构设计。
包括磁芯的形状、绕线的布局和绝缘的设计等。
10.进行实验验证：根据设计的参数和要求，制作样品变压器进行实验验证。
通过实验数据的分析和比较，优化设计参数和结构，最终得到满足要求的变压器。
设计反激式变压器时需要注意以下几点：1.磁芯损耗：磁芯材料有磁滞损耗和涡流损耗，在高频工作下会产生较大的损耗。
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
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
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
反激变压器设计过程
反激变压器设计过程反激变压器设计是电力电子领域中重要的设计工作之一，其主要应用于电源供电系统中的低功率电子设备。
反激变压器通过将输入电能进行储能，然后经过开关管的开关转换，输出所需电能，以达到升、降压的目的，同时实现电能的传输和转换。
第一步：确定设计参数：在设计反激变压器之前，首先需要明确设计要求和参数。
包括输入电压、输出电压、输出功率、工作频率等。
这些参数决定了反激变压器的尺寸、绕组参数和开关器件的选择。
第二步：计算变压器参数：根据设计要求和参数，计算出所需的变压器参数。
包括输入输出电压比、绕组匝数、绕组电流、铁芯面积等。
这些参数可以通过经验公式和设计手册进行计算，也可以通过电磁场仿真软件进行计算。
第三步：选择合适的铁芯材料：根据计算得到的铁芯面积和设计要求，选择合适的铁芯材料。
铁芯材料的选择需要考虑材料的磁导率、饱和磁感应强度、损耗等参数。
常用的铁芯材料有软磁合金、铁氧体等。
第四步：设计绕组参数：根据计算得到的绕组匝数和绕组电流，设计绕组的结构和参数。
包括导线截面积、绕组层数、绕组间隔、绕组材料等。
绕组的设计需要考虑到绝缘和散热等问题，确保绕组的安全和性能。
第五步：选择合适的开关管：根据设计要求，选择合适的开关管。
开关管的选择需要考虑到工作电压和电流、开关速度、导通压降、损耗等参数。
常用的开关管有IGBT、MOSFET等。
第六步：设计反激变压器的控制电路：设计反激变压器的控制电路，包括开关管的驱动电路和保护电路。
开关管的驱动电路需要保证开关管能够正确地切换和控制，保护电路需要保证开关管和变压器的安全和稳定工作。
第七步：进行电磁兼容性设计：在设计反激变压器时，需要考虑电磁兼容性问题。
包括电磁辐射和电磁干扰等问题。
通过合理的布局、绕组屏蔽和滤波设计，可以降低电磁辐射和电磁干扰。
第八步：进行样机制作和测试：根据设计结果制作样机，并进行测试。
通过测试得到的结果，可以对设计进行修正和优化，以进一步提高反激变压器的性能和可靠性。
反激变压器原理与设计
反激变压器原理与设计
在工作原理上，反激变压器首先通过一个开关管（一般为MOSFET或IGBT）将输入电源与主电感连接。
当开关管导通时，输入电流经过主电感，这时主电感累积了电能。
当开关管关断时，主电感的电流突然减小，这导致主电感上出现一个
反向电压。
由于保持电压不变的原理，主电感上的反向电压将使得次电感
端口上的电压急剧升高。
接着，依靠这个急剧升高的电压，就可以将储存在次电感中的电能释
放出来，驱动负载电路。
通过控制开关管的导通与关断，可以调整反激变
压器的输出电压与电流。
在反激变压器的设计中，需要考虑以下几个方面：
1.输入输出电压与电流的选择：通过仔细设计反激变压器的电感与绕组，可以实现所需的输入输出电压与电流。
2.能量传输效率：提高反激变压器的能量传输效率可以减少能量损耗
与热量产生，同时也能够提升整个电子设备的性能。
3.开关管的选择：开关管的导通与关断速度对反激变压器的工作效果
有很大的影响。
因此，选择合适的开关管可以提高反激变压器的性能与可
靠性。
4.保护措施：由于反激变压器通常工作于高频交流输入信号下，因此
需要采取一系列保护措施，以确保其安全可靠地工作。
总结起来，反激变压器是一种通过储能与释能方式实现电能转换的特
殊变压器。
在设计反激变压器时，需要考虑输入输出电压与电流的选择、
能量传输效率、开关管的选择以及保护措施等因素。
这些设计原理与策略能够确保反激变压器在电子设备中正常高效地工作。
反激式开关电源变压器的设计
反激式开关电源变压器的设计反激式开关电源变压器是一种常见的变压器类型，广泛应用于电子设备和通信设备中。
它具有体积小、效率高以及输出电压稳定等优点。
本文将分别从设计原理、工作方式和设计步骤等方面对反激式开关电源变压器的设计进行详细介绍。
一、设计原理二、工作方式反激式开关电源变压器的工作方式可以分为两个阶段：储能和传输。
在储能阶段，开关管打开，电流通过变压器一侧的绕组进行储能；在传输阶段，开关管关闭，储存的能量被转移到变压器另一侧的绕组上，最后输出所需的电压。
三、设计步骤1.确定输入电压和输出电压的需求。
根据实际应用需求确定输入电压和输出电压的范围。
2.计算变压器的变比。
根据输入电压和输出电压的比例计算变压器的变比N。
3.计算变压器的功率。
根据输出电压和输出电流计算变压器的功率，确保变压器能够承受所需的功率。
4.确定变压器的工作频率。
根据实际应用需求选择合适的工作频率，通常在20kHz到200kHz之间。
5.计算变压器的参数。
根据变压器的变比、工作频率和功率计算变压器的参数，包括绕组的匝数、铁芯的尺寸等。
6.选择合适的磁性材料。
根据变压器的参数选择适合的磁性材料，常用的材料有软磁合金和磁性氧化铁等。
7.进行原型设计和测试。
根据上述设计参数制作变压器的原型，并进行测试以验证设计结果的准确性。
8.进行参数调整和优化。
根据原型测试结果进行参数调整和优化，以实现更好的性能和效果。
9.进行批量生产。
当设计满足要求时，可以进行批量生产并进行产品验证和测试。
总结：。
反激式变压器设计
变压器电路形式 单端反激式；工作频率f 100KHZ （工作周期T=10us ）； 最高输入电压max ,in U 60V ；最低输入电压min ,in U 40V ；开关管最大导通时间max ,on T 4.5us ；开关管导通时压降 1V ；整流二极管正向电压降 0.4V ；输出电压o U 15V ；输出电流o I 3A ；最高工作环境温度 +45℃；最高允许温升 不大于60K ；计算步骤如下：1、 变压器初、次级电压计算① 计算初级电压取线路压降和变压器初级绕组铜阻压降为输入电压的2%，则初级电压为：；V U P 8.571%)21(60max ,1=--⨯=；V U P 2.381%)21(40min ,1=--⨯=② 计算次级电压；V U P 7.154.0%)21(152=++⨯= 2、 计算变压器工作比① 最大工作比%45%100105.4max ,max =⨯==∂T T on ② 电压变化系数 51.12.388.57min ,1max ,1===P P V U U K ③ 最小工作比 %35%10045.051.1)45.01(45.0)1(max max max min =⨯+⨯-=∂+∂-∂=∂V K3、 计算匝数比0.27.152.3845.0145.0max 1max 2min ,1=⨯-=∙∂-∂=P P U U n 4、 计算初级电感① 临界电感 uH P T U L P 4.311037.1521045.02.3810262260max 2min ,12min =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∂=-- ② 取电感uH L P 351=5、 计算初级峰值电流A T U T P I on P P 48.55.42.381037.1522max ,min ,101=⨯⨯⨯⨯== 6、 各绕组有效电流① 初级绕组有效电流A I I P 13.2345.048.53max 11=⨯=∂= ② 次级绕组有效电流A nI I 26.413.2212=⨯==7、 确定磁芯尺寸计算面积乘积取mT B 250=∆，2/5mm A J = （2/53mm A J -=），选用PC40磁芯4204.0525.048.5103550050026121=⨯⨯⨯⨯=∆=-BJ I L A P P P 按Ap 选择磁芯，查表取EE25X25X7，并查得有关参数为：4466.0cm Ap =，mm le 0.58=，28.51mm Ae =，33000mm Ve =，290.0cm S M = W K R T /40=∆8、 计算空气气隙长度cm B Ae I L P P 041.025.0108.5148.5103514.34.04.0lg 22262121=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=--π 9、 绕组匝数计算① 初级绕组匝数匝151048.514.34.0041.025.0104.0lg 4411=⨯⨯⨯⨯=⨯∆=P I B N π② 次级绕组匝数53.745.045.012.387.1515max max 1min ,1212=-⨯⨯=∂∂-∙∙=P P U U N N 匝 故取匝82=N修正匝16221==N N10、确定导线规格 mm J I d 738.0513.213.113.111=⨯== mm J I d 04.1526.413.113.122=⨯== 当时：KHZ f 100=mm f 2089.01.66==∆当导线直径大于2倍穿透深度时，应尽可能采用多股线。
第9章_反激式变压器的设计
选择最小的变压器尺寸
变压器的尺寸为： AP=Ae×Ac=（Pt×106）/ （2×η×f×Bmax×d×Km×Kc） 这里的， Pt：输入及输出功率的平均值，W； Bmax：Bmax=Bsat/2； d：d=4~5A/mm2； Km：窗口的铜填充系数，0.4； Kc：铁氧体的磁心系数，1。 小功率Ae的估算经验公式在第五章有说明。
变压器的原理图
变压器制作工艺
变压器其他参数设定
1、选用新康达EF20磁芯；选用鑫雄辉EF20的10脚（脚间距为 3.75±0.3mm,两排之间的跨距为 15.5±0.5mm）卧式标准 骨架（长*宽*高为：22*22*18.5mm）； 初级的电感量（1-4脚）为1.3mH；漏感LK≤30uH； 高压测试时， AC 3500V,60 秒状态下， N1/N3 与 N2/N5 之间 的电流小于5mA(“ / ”表示测试时相互短接)； 绕 组 之 间 的 绝 缘 电 阻 ≥ 1 0 0 MΩ；N1/N3 与 N4 之 间 耐 压 ≥AC500V；变压器的底部要用绝缘胶布缠绕，防止漏电； 按顺序绕制，先绕 N1（40TS），再绕 N2/N5（6TS）（注意 这里的 N2 和 N5 是同时并绕的），再绕 N3（40TS），最后绕 N4(10TS)； 侧面贴标签，并标注生产日期；随样品提供确认书及测试报告；
计算变压器的次级匝数
其次级匝数为： Ns=(Np*(Vout+Vd)×(1Dmax))/(Vinmin×Dmax)
计算变压器的线径
变压器的线径计算是有规定的，特别是 反激式电源变压器更应该注意？
自然冷却时d=1.5~4A/mm2，强迫冷 风时3~5A/mm2。 在不同的频率下选取d也是不同的，在 200KHz以下时，一般为4~5A/mm2， 在200KHz以上时，一般为 2~3A/mm2。
实用反激变压器的设计
第3章主电路参数的计算3.1 反激变压器的设计反激变压器是反激变换器中的重要部件，它的好处将在很大程度上决定开关电源质量的高低，反激变压器兼有储能，平滑滤波，能量传递，减少纹波系数，抑制尖峰电流和电压，限流隔离等作用，可与电路电容构成谐振产生交流电压，电流，因此设计反激变压器十分重要。
其设计要求有：（１）一、二次绕组电压的变比应满足要求值．当输入电压降至规范允许的最低电压时，输出电压仍能满足规定的额定值．（２）当输入电压及占空比最大时，变压器磁芯不允许出现饱和．（３）当输出功率最大时，变压器温升应在规范要求之内．（４）应满足一、二次侧铜耗相等、铜损耗与铁损耗相等的原则，以使总损耗最低，获得较高效率。
[]133.1.1 变压器磁芯的选择反激式变换器一般功率比较小，通常采用铁氧体磁芯作为变压器的磁芯，本次设计选PC40材料，在100C o下，剩余磁密Br =0.055T，饱和磁密BS=0.39T。
其功率容量AP为：AP=Ae Aw=USm4TKJfB10P⨯⨯⨯⨯（3-1）式中：PT--变压器的视在功率，W；Ae--磁芯有效截面积, mm2；AW--磁芯窗口面积，mm2；Ku --窗口的铜填充系数，取Ku=0.4；Bm--变压器磁芯工作磁感应强度, T；为避免磁饱和，应留一定裕量，取Bm =0.6（BS-Br） =0.23T;J--电流密度，A/cm2；fS--开关频率，Hz；经计算有：P T =7085.070+=152.35W 代入式（3-1）得4.0450*******.01035.152AP 34⨯⨯⨯⨯⨯==0.3066cm 4 根据所得AP 值，并留有一定余量，所选磁芯型号为EE2329S ，其AP=0.4368cm 4磁芯有效面积为A e =35.8mm 2，窗口面积为A W =122mm 2。
3.1.2 反激变压器参数的计算1.原边绕组电流峰值设反激变压器在最小输入电压及额定负载的情况下工作在临界连续模式，可知其他情况，变压器均工作在断续模式，最大占空比为D max ,设为D max =0.43，由于原边平均电流I P =I In ,则有： In(min)ON In ppk max ηV P I T Ti D 21== （3-2） 由式（3-2）得:原边电流峰值:I ppk =2640.850.43702ηV D 2P In(min)max ON ⨯⨯⨯==1.451A 2.原边电感量由于变压器工作在临界模式，则有： T D i L V max ppk P In(min)= （3-3）由式（3-3）得：L P =ppk maxIn(min)fI D V =451.11018043.02643⨯⨯⨯=434.6uH 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
反激式开关电源变压器的设计（evdi版）
个人感觉反激是入门也是最难的，理解考个人琢磨。
在论坛上方法也学到了不少，加上看了其他的一些文章把自己的看法上传给大家，望大家指教。
谢谢
Evdi 9.28 设计目标：Vin AC90-260 V o 15v Iomax 2A f 100k
运行方式：Iomax ccm 65％Iomax dcm
这里我们设计得是工作于CCM和DCM得电路，所以我们应该考虑两个点：
1负载最大时点Iomax
2 DCM与CCm的临界点，这时得Io＝65％Iomax
1临界点
1．1计算匝比与最大占空比
这里有两种方法，其实实质都是一样只是在操作上有些不同，但都存在着一个共同点：主观性.
1．1．1从V or着手
这里要分两步：
（1）得出V or取值
首先需要了解一下反激的原理，简单点说反激就是buck-boost电路和变压器的和体。
V or为反激电压，就是在Mosfet关断时，次级导通使初级感应得电压，这里是起到了承接两者的关系因此在设计时可以先考虑V or的取值。
对于buck-boost: Vdc*Ton=V or*Toff Q－1
对于变压器匝比V or*Np=V o*Ns Q－2
对于V or的取值，对此总结如下:
这里要从mosfet关断时所受的电压应力着手考虑。
当mosfet关断时
存在V or+Vdcmax+Vspike+Vmargin=Vdss
选用Vdss＝600vmosfet
Vdcmax＝Vimax*1.4=365v
Vspike大约＝95v
Vmargin取30-70v
得到V or为70-110v。
其实我们这里选得值都时大约值，比如Vdss我们当然可以选择更大得耐压值，计算会导致V or变大，但是我们有个前提就是V or有一个限度这个限度是使Dmax不能大于50％。
其实这里V or是个考虑综合因素取得一个较为主观得值。
（2）算出匝比和最大占空比
由Q－2式Np/Ns=V or/(V o+Vf)
当V or为70时：Np/Ns=4.3
当V or为110时：Np/Ns=6.8
这里我们取Np/Ns=5,因为V or取值一般小些比较好，所以V or＝80v 由Q-1式当Vdc最小时，Ton肯定时最大，所以
Dmax*Vdcmin=V or*(1-Dmax)
这里Vdcmin我们取100
算得Dmax＝0.44
1.1.2绕过V or，直接先假设Dmax
一般利用经验取Dmax 为小于0.5得值，这里我们取0.45。
由把Q-2带入Q －1削去V or ：
而当Vdc 最小时，Ton 最大
Np/Ns=11.545
.0145.0*115100max 1max *)((min)=−+=−+D D Vf Vo Vdc 这里我们取整数5，由于Np/Ns 变化了，那么我们再吧Np/Ns 带入到Q －1
式求得Dmax ＝0.44。
1．2计算Lp 和Ls
由于是临界点负载电流
Io ＝65％*Iomax ＝0.65×2＝1.3A
临界点满足DCM 特点：可以得到负载尖峰电流
Ispl ＝2Io/(1-Dmax)＝4.64A
再有V o*(1-Dmax)/Ls=Ispl 可以得到
Ls ＝19.3uH
由Lp/Ls=(Np/Ns)(Np/Ns)得到
Lp ＝0.48mH
2峰值点
由于峰值点工作于CCM 状态，Io ＝2A 但是Io 中的交流分量没有变化，增加的0.7A 是直流分量。
假设直流分量为∆Io 则：
∆Io ×（1－Dmax ）=0.7得：
∆Io ＝1.25A
此时得Ispf ＝∆Io ＋Ispl ＝1.25＋4.64＝5.89A
原边Ippf ＝Ispf/(Np/Ns)=5.89/5=1.178
3 Np 与Ns 的值
由以上所求的的Lp ，Ls ，Ippf ，Ispf 我们可以进行一下计算：
Ac
Bm Ippf Lp Np *=计算出Np 公式其实很简单我来给大家推倒一下：
由在Dmax 时初级最大电流Ippf 对应的是初级最大磁感应强度Bm ，那么NpBmAc
就是磁通∮变化量，那么磁通变化量又等于U 乘以时间变化量Dmax
那么UDmaxT/Lp=Ippf,
这样就可以得到上式。
而Np ＝5Ns 可以得到Ns 值。
对于变压器其他参数的选取如有效值气息等的这里就不介绍了能力有限。
呵呵
4小结
其他参数的计算书上也有现成的公式去套用，最后提醒下大家，尽信书不如无书。
本人不是什么高手，高手一般都是不露面的，我只是想把自己刚学的东西系统的串一下也希望对大家有些帮助。
好多问题还要靠自己去理解，在这里特别感谢电源网的各位网友的热心解答。
对于最大咱空比我说下自己的理解：一般计算占空比只是计算它的最大占空比，也就是所谓的电源工作最坏的情况下，其他情况的变化就可以依靠反馈控制调节占空比来满足了。
一般反激占空比最好不要超过0.5，一方面由于最大占空比加大导致正边感应电压V or加大，而V or加大又有两方面的缺点1：导致mosfet管应力加大2：导致匝比N加大使得变压器的漏感Lk加大。
二方面由于占空比超过0.5有可能使系统不稳定，需要加上一个slope compension。
就是在3842从4脚引一个电阻到3脚或2脚。
对于CCM与DCM，论坛上已经分析的非常清晰了，优缺点很明显，个人建议，负载大时要用CCM否则DCM会使Ippf非常高导致的损耗也很高，气息也不好掌握。
一般CCM 效率时高于DCM的。