反激变换器变压器设计

华中科技大学文华学院

毕业设计(论文)反激变换器的变压器设计

学生姓名：蔡明皓学号：080301011106 学部（系）：机械与电气工程学部

专业年级： 08级电气工程及其自动化

指导教师：张亚兰职称或学位：助教

2012 年 5 月20日

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

Abstract (3)

Key Words (3)

前言 (4)

1变压器的简介 (5)

1.1变压器的基本原理 (5)

1.2变压器的分类 (6)

1.3变压器的组成 (7)

1.4高频变压器和普通变压器的设计的区别 (7)

2 反激变压器简介 (9)

2.1反激式变换器的简介 (9)

2.3反激式开关电源变压器的工作原理 (9)

2.4三种工作模式 (10)

2.4.1 连续电流模式（CCM） (10)

2.4.2断续电流模式（DCM） (11)

2.4.3 临界电流模式（CRM） (11)

2.4.4 结论 (12)

2.5研究意义 (12)

3 反激变换器的变压器的设计 (14)

3.1已知参数的设定 (14)

3.2主要参数的确定 (14)

结束语 (17)

参考文献 (18)

致谢 (19)

反激变换器的变压器设计

摘要

本文学习了变换器的工作原理，类型与组成。阐述了反激式变换器的变压器，在三种工作模式下，反激变换器的工作特点及三种工作模式的优缺点；反激变压器的工作原理，最后设计了反激式变换器的变压器的参数。得到了一种反激变压器的参数设计方法。

关键词反激式；变压器；参数设计

Design of Flyback converter Transformer

Abstract

This paper studies the working principle of the transformer，classification and component。Later on，to Flyback converter Transformer，when it works on three operating model，what working characteristics shows and advantages and disadvantages of three operating model；studied the working principle of Flyback converter Transformer。Finally done the design of parameter in Flyback converter Transformer，get one kind of method to design the parameter in Flyback converter Transformer。

Key Words： Flyback；Transformer；design of Parameter

前言

反激式开关电源电路结构简单．元件使用量相对较少，在低功率应用场合，相对其他拓扑结构的隔离式开关电源来说，反激式开关电源中以磁性元件和变压器的设计最为复杂。高频变压器工作在一个可变的电磁变换环境下，磁芯参数、线圈电感、匝数、线径、气隙等参数对整个开关电源的性能真起关键性作用。这些参数涉及的理论知识面广，计算公式繁多、过程复杂、计算步骤灵活多变，没有唯一确定的解，对设计者理论基础和实践经验都有较高的要求。本文以反激开关电源的变压器设计为例进行了参数设计。[1]给出了一种参数的设计方法。

1变压器的简介

1.1变压器的基本原理

一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流

(如交流电或脉冲式的直流电) 通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这

变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。假如第二块导电体是一条闭合电路的一部

份，那么该闭合电路便会产生电流。电力于是得以传送。[2]在通用的变压器中，有关的

导电体是由 (多数为铜质的) 电线组成线圈，因为线圈所产生的磁场要比一条笔直的电

线大得多。 变压器的原理是由变化的电压加到原线圈在磁芯上产生变化的磁场，从而

激发其他线圈产生变化的电动势。原线圈、副线圈的电压 VS, VP 和两者的绕线的匝数

NS, NP 之间有正比的关系：

至于变压器两方之间的电流或电压比例，则取决于两方电路线圈的圈数。圈数较多的一

方电压较高但电流较小，反之亦然。 如果撇除泄漏等因素，变压器两方的电压比例相

等于两方的线圈圈数比例，亦即电压与圈数成正比。[3]以算式表示如下 =P P S S

V N V N （1-1） 另外，主副线圈中的电流按照线圈圈数成反比，如下式：

S S P P I N I N = （1-2）

在以上两个算式中： P V 是输入方的电压；

S V 是输出方的电压

P N 是输入方的线圈圈数；

S N 则是输出方的线圈圈数。 因此可以减小或者增加原线圈和副线圈的匝数比，从而升高或者降低电压，变压器的这

个性质使它成为转换电压的重要设备。 另外，撇除泄漏的因素，变压器某一方 (线圈) 的

电压可以从以下算式求得：

4.44()f E N B A =⋅⋅⋅⋅ (1-3)

E 是流经该线圈的电压的方根均值；

f 是电流的频率 (单位为赫兹)

N 是线圈的圈数；

A 是线圈内空间 (铁芯) 的切面面积(单位为米^2)；

B 是通过线圈内空间 (铁芯) 的磁力(单位为韦伯/米^2)。 常数值 4.44 是为了使算式结果对应于计算出来的单位而设。

根据能量守恒定律，变压器输出的功率不能超越输入它的功率。

根据欧姆定律，变压器的负载所消耗的功率等于流经它的电流与其抵受的电压的乘积。