变压器设计参考

5.1、4A 变压器设计，输入220V 交流
高频变压器规格要求如下：
输入电压：有效值最大为240V
输出电压：最大为30V ，平均输出电压为14V ，输出电流4A 辅助电压：输出电压为15V ，输出电流为0.5A
5.1.1、变压器匝数确定
铁芯材料选择EC2828，功率最大为100W ，Ae （有效截面）=86
最大电压值 V V 3364.1240max =*=
根据 e p s A B N f k V ••••=max max
其中 K 为波形系数，有效值与平均值之比，正弦波为 4.44，方波为4。

fs 为频率，Np 为匝数，Bmax 为最大电压下的磁通，Ae 为有效截面。

fs 由开关管决定，用7760，频率为50k ；对于铁芯饱和磁通为390MT,这里假设最大电压对应的最大磁通为0.33T ，使它在非饱和范围。

方波系数K=4，当4
1=s on T t 时，最大电压对应最大磁通，此时高脉宽时间占1/4，当电压变小时，系统自动增加脉宽进行调节，使上面的式子继续保持平衡。

因此有：
60108633.010*******
3max max ≈⨯⨯⨯⨯⨯=•••=-e s p A B f k V N 匝 每匝的电压大小= V/Np =5.6V/匝
副边15V ，应为15/5.6=2.7匝，取3匝
副边30V ，应为30/5.6=5.34匝，取6匝
由此可以确定原副边匝数 N1=60匝 N2=3匝 N3=6匝
5.1.2、磁芯气隙的大小确定
实际设计工作是通过气隙大小调整来选定能量的传递方式。

下图5.1示出三种可能的方式。

图（a ）是完全能量传递方式。

这种方式传递同样的能量，峰值电流是很高的。

工作中开关晶体管、输出二极管和电容器产生最大的损耗，且在变压器自身产生最大的铜耗（I 2R ）；图（b ）表示不完全能量传递方式。

此时，具有一个低电流斜率，这是电感较大的缘故。

尽管这种工作方式损耗最小，但这大的磁化直流成分和高的磁滞将使大多数铁磁物质产生磁饱和。

图（c ）表示一个较好的折衷方法，它的峰值电流大小适中，峰值与直流有效值的比也比较适中。

当经调整气隙，使在合适的气隙大小下，就能得到这一传递方式。

工作中噪声较小，效率也合理。

(a)完全能量传递方式
(b)不完全能量传递方式（原边电感较大）
(c)不完全能量传递方式（原边电感大小适中）
图5.1 在反激变换器中原边电流的波形（在三种情况下Iave 均相同）
在本项目中，取S on T T •=5.0，Fs=50KHZ ，Ts=20us ，Ton=10us
原边电感可通过电流波形图的斜率t i ∆∆/求出：
i t V L S
p ∆∆= 在周期Ts 的平均输入电流Is
A W V P I S s 72.04
/33660=== P ：功率 14V*4A=56W ，取60W
Vs ：令其除以4，是最大电压，最小脉宽的最不利条件
A us
us T T I I on S S av 44.1102072.0=⨯=•= A I I av p 72.021== A I I P P 16.2312== A I I I P P 44.112=-=∆
可求得原边电感
mH A
i t V L S p
583.044.1101044.12406=⨯⨯⨯=∆∆=- 气隙长度 mm L A N u l P e P g 667.0583
.0866060420=⨯⨯⨯∏=⨯⨯=。