高频变压器设计方法

AP=Aw · Ae

视在功率与线路结构关系

线路（b ） PT=Po （ + 1 ）

线路（a ） PT=Po （1+ ）

线路（b ） PT=Po （ + √ ） 7、选用磁芯型式；高频变压器的设计方法之一

一、设计条件： 1、工作电路； 2、原边电压Vp ； 3、输出电压Vo ； 4、输出电流Io ； 5、开关工作频率fs ； 6、工作磁通密度Bw ；AP 值是磁芯窗口面积Aw 与磁芯有效截面积Ae 的乘积，即

各种磁芯的AP 示意图如下：

8、效率η； 9、温升∝。二、计算步骤：

1、计算视在功率PT ；

视在功率PT 因工作电路不同而别，如下图：

1

η1

η1

η

2

EI

叠片铁芯

G

C

型铁芯

环形铁芯

R

( b )

R

( a )

AP=（

）

Ae Aw Le Wt Ml 其中：

J= KjAP X

V01=KvAP 0.

75 Kj ——电流密度比例系数； X ——与磁芯有关常数。 AP ——为Aw 和Ae 两面积乘积（cm 4）； PT ——变压器视在功率（w ）； Bw ——工作磁通密度（T ）； Fs ——开关工作频率（Hz ）；

Ko ——窗口使用系数，一般取0.4；

Kf ——波形系数，方波Kf =4.0，正弦波Kf =4.44；式中：

Wt=KwAP 0.

75

As=KsAP 0.

5

根据选取的磁芯，查出（计算）出如下参数： Le ——磁芯有效磁路长度（cm ）； Wt ——磁芯重量（KG ）； Ml ——绕组平均匝长（cm ）。

带绕铁芯

罐形铁芯

KoKf FsBwKj

PT ×1041

1 + X

Np=

（匝）

Ip=

(A)

（A/cm 2

）

（cm ）

（cm 2）

（Ω）（W ）

Axp=

Vo ′

= Vo+V DF

7、计算原边绕组电阻值Rp 和原边铜损Ppcu ：

Rp=Ml ×Np ×Ω/cm 3、计算原边绕组匝数Np ：J=Kj （Aw · Ae ）

X

6、计算原边绕组裸线直径dP 和截面积Axp ：

Ppcu = I p 2Rp 8、计算副边绕组匝数：

dP=1.

13

※式中，在有中心抽头电路时，Ip 需乘0.707的修正因素，根据计算的dP 值选取初级导并查出带漆皮的线径、截面积和每cm 电阻（Ω/cm ）值。4、计算原边电流I p ：5、计算电流密度J ：平均匝长计算如下图：

Vp ×104KfFsBwAe

Po Vp η

I p ×（0.707）※

J

I p ×（0.707）※

J

Ns =

（cm ）

Axs =

（cm 2）

（Ω）（W ）

（W ）

P ∑ =

（W ）（W ）

×（W ）

15、验算：

若Pf e ′＜Pf e ，设计通过；

若Pf e ′＞Pf e ，应重新选择磁芯进行计算。

14、计算变压器铁损Pf e ′

：

根据磁芯的损耗曲线，查出在f s 和Bw 条件下，单位重量的功耗W/KG 值，由下式计 算磁芯功耗。

Pf e ′=12、计算在效率η下允许的总损耗P ∑：13、计算允许之铁损Pf e ： Pf e = P ∑ Pcu

10、计算副边绕组电阻值和副边铜损； Rs = Ml ×Ns ×Ω/cm Pscu = I o 2Rs

11、计算变压器总铜损 Pcu ： dS = 1.13

选取副边绕组导线直径，查出带漆皮导线的线径、截面积和每cm 电阻（Ω/cm ）。 Pcu = Ppcu +

式中：Vo ′

——副边总电压； V DF ——输出二极管压降。

9、 计算副边绕组裸线直径dS 和截面积Axs ：

NpVo ′

Vp

I o ×（0.707）

J

I o ×（0.707）

J

Po η

Po

W

KG

Wt