反激变压器计算实例(20171123164820)
反激变压器计算实例
反激变压器计算实例 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020技术要求：输入电压Vin：90-253Vac输出电压Vo：输出电流Io：6A输出功率Po：166W效率η：输入功率Pin：195W一、输入滤波电容计算过程：上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V，则从上图可以得到:Vpk=90*=127VVmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话，相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电，电容电压降低（Vpk-Vmin）V。
Idc*T3=C*△V其中：△V=Vpk-Vmin=127-103=24V关键部分在T3的计算，T3=t1+t2，t1为半个波头，时间比较好算，对于50Hz 的交流来说，t1=5mS，然后就是计算t2,其实t2也很好计算，我们知道交流输入电压的公式为Vx=Vpksinθx，根据已知条件，Vx=103V，Vpk=127V，可以得到θx=54度，所以t2=54*10ms/180=3mS， T3=t1+t2=8mS。
C=*8/24==570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算，其实QR也是DCM的一种，不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择，比较常用的方法就是AP法，但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合，一般可以直接选择磁芯，象这个功率等级的反激，选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下：AE=190mm2,AL=4300nH，Bmax≥1）DCM变压器设计过程：开关频率选择80K，最大占空比选择，全范围DCM，则在最低输入电压Vdc下，占空比最大，电路工作在BCM状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，从而计算反射电压为Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)= Vf为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数 Ns=Np/n=，选择7匝，则原边匝数调整为 Np=*7=23匝计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照设计，要求在20V 输出下辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4匝。
反激式开关电源变压器计算
反激式开关电源变压器计算反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器，它具有体积小、效率高、质量轻等优点，在电子设备中得到广泛应用。
在设计反激式开关电源变压器时，需要考虑多个因素，包括输入和输出电压、功率、负载特性、开关频率等。
下面将详细介绍反激式开关电源变压器的计算。
首先，需要确定变压器的额定功率。
根据电源的负载特性和所需电压，可以推算出变压器的额定功率。
以输出电压为12V，负载电流为1A为例，根据功率公式P=VI，可以得到变压器的额定功率为P=12V*1A=12W。
接下来，需要确定变压器的输入和输出电压。
输入电压是指变压器的输入端电压，输出电压是指变压器的输出端电压。
一般来说，变压器的输入电压和输出电压由电源的输入电压和所需电压决定。
例如，如果电源的输入电压为220V，所需输出电压为12V，则输入电压为220V，输出电压为12V。
然后，需要确定变压器的变比。
变比是指变压器的输入和输出电压之间的比值。
根据变压器的变比公式Np/Ns=Vs/Vp，其中Np是主绕组匝数，Ns是副绕组匝数，Vs是输出电压，Vp是输入电压，可以计算得到变压器的变比。
以输入电压220V和输出电压12V为例，如果变比为1:10，则主绕组匝数Np=10，副绕组匝数Ns=1接着，需要确定变压器的工作频率。
工作频率是指变压器在工作过程中的开关频率，一般常用的工作频率有50Hz和60Hz。
根据变压器的工作频率，可以选择相应的工作频率范围内的电流密度。
例如，如果工作频率为50Hz，可以选择电流密度为1.8A/mm²。
最后，需要根据上述参数计算变压器的线径和匝数。
根据变压器的功率和工作频率，可以计算得到变压器的电流。
例如，根据功率公式P=IV，变压器的电流为I=P/V=12W/12V=1A。
根据电流密度和电流，可以计算出变压器的线径。
例如，根据线径公式A=πd²/4，可以计算得到线径d=√(4A/π)=√(4*1A/π)≈0.64mm。
反激变压器计算表格
副边整流器数量（NSD）
NsD=(Np*10^-3)/匝数密度+1（匝数密度取20~30匝/mm）
12
原边电感量（H）
Lp=输入电压/开关频率/原边电流峰值
13
副边电感量（H）
Ls=输出电压/开关频率/副边电流峰值
8
副边匝数（Ns）
Ns=输出电压/磁芯工作磁感应强度副边导线截面积开关频率/2pi磁导率*效率系数（取0.95）
9
原边导线截面积（mm²）
A=输入电流/磁芯工作磁感应强度开关频率/2pi磁导率效率系数（取0.95）
10
副边导线截面积（mm²）
A=输出电流/磁芯工作磁感应强度开关频率/2pi磁导率效率系数（取0.95）
反激变压器计算表格
以下是一个简单的反激变压器计算表格示例：
序号
计算项目
参数/值
1
输入电压（V）
220
2
输出电压（V）
Байду номын сангаас12
3
输出电流（A）
5
4
开关频率（Hz）
50000
5
磁芯材料
铁硅铝（μ=15000）
6
磁芯规格（cm）
7x7x4.3
7
原边匝数（Np）
Np=输入电压/磁芯工作磁感应强度原边导线截面积开关频率/2pi磁导率*效率系数（取0.95）
反激变压器计算实例
技术要求:输入电压Vin: 9 0 -253Vac 输出电压Vo:27、6 V输岀电流Io: 6 A输出功率Po: 1 6 6W 效率<1 ： 0 . 85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程：上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得到得电压Vd c为115 V,则从上图可以得到：Vp k =9 0 *1.4 1 4=1 2 7VVmin=Vd c —(Vpk—V d c) = 10 3 V将电源模块等效为一个电阻负载得话，相当于在T3时间内电容对恒泄功率负载进行放电, 电容电压降低(Vp k —Vmin)V aIde* T 3 =C*AV其中：A V =Vpk—Vmin = 127-1 0 3 = 24V关键部分在T3得计算,T3 = tl+t2,t2为半个波头,时间比较好算，对于50H Z得交流来说,t 1 =5mS,然后就就是计算t 2 ,英实t 2也很好计算，我们知道交流输入电压得公式为Vx=Vpksin 0 x,根据已知条件0 3V,Vpk= 1 27V,可以得到()X =54 度，所以t 2=54*10 m s / 1 8 0= 3 m S z T3=t 1+t2=8mSo—7*8/24=0、57mF= 5 70u F二、变压器得设计过程变压器得设计分別按照DCM. CCM、QR两种方式进行计算，英实QR也就是DCM得一种，不同得地方在于QR得工作频率就是随着输入电压输出功率得变化而变化得。
对于变压器磁芯得选择，比较常用得方法就就是AP法，但经过多次具体设汁及根据公司常用型号结合，一般可以直接选择磁芯，象这个功率等级得反激，选择PQ 3 53 5得磁芯即可、磁芯得参数如下:AE=19 0 mm 2 Z AL= 4 300nH,Bmax^0. 32T1)DC M变压器设计过程：开关频率选择80K,最大占空比选择0 .4 8,全范围DCM,则在最低输入电压V d c下，占空比最大，电路工作在BCM状态，根据伏秒平衡,可以得到以下公式，V d c*Dmax=V o r^fl-Dmax),匝比压降n = V o r/(Vo+Vf )=3、3 2 Vf为整流二极l=Vinmi从而il•算反射电压为V or=9 5V计算初级匝数计算副边匝数则原边匝数调整为Ns=N p / n=6o 3 2,选择7 匝，Np=3、32*7=2 3 匝讣算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照20-27.6V设计,要求在2 0 V输出下辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4匝。
反激变压器的详细公式的计算
单端反激开关电源变压器设计单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作.下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。
1、已知的参数这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定,包括：输入电压V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s（或周期T）、线路主开关管的耐压V mos。
2、计算在反激变换器中，副边反射电压即反激电压V f与输入电压之和不能高过主开关管的耐压，同时还要留有一定的裕量（此处假设为150V)。
反激电压由下式确定：V f=V Mos—V inDCMax-150V反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。
所以确定了反激电压之后，就可以确定原、副边的匝比了。
N p/N s=V f/V out另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下，变压器的磁平衡，可以有下式：V inDCMin•D Max=V f•(1—D Max）设在最大占空比时，当开关管开通时,原边电流为I p1，当开关管关断时，原边电流上升到I p2。
若I p1为0，则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式。
由能量守恒，我们有下式: 1/2•(I p1+I p2)•D Max•V inDCMin=P out/η一般连续模式设计,我们令I p2=3I p1这样就可以求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感量：L p= D Max•V inDCMin/f s•ΔI p对于连续模式，ΔI p=I p2-I p1=2I p1;对于断续模式，ΔI p=I p2 。
可由A w A e法求出所要铁芯：A w A e=(L p•I p22•104/B w•K0•K j)1。
14在上式中，A w为磁芯窗口面积,单位为cm2A e为磁芯截面积，单位为cm2L p为原边电感量,单位为HI p2为原边峰值电流，单位为AB w为磁芯工作磁感应强度,单位为TK0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定,一般为0。
反激变压器计算实例.docx
技术要求：输入电压Vin : 90-253Vac 输出电压Vo：27.6V 输出电流Io: 6A输出功率Po: 166W 效率η: 0.85输入功率Pin：195W一、输入滤波电容计算过程：上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得到的电压VdC 为115V，则从上图可以得到：Vpk=90*1.414=127VVmi n=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话，相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电，电容电压降低(VPk-Vmin)V Oldc*T3=C* △ V其中：△ V=VPk-Vmi n=127-103=24V关键部分在T3的计算，T3=t1+t2 , t1为半个波头，时间比较好算，对于50Hz的交流来说，t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算，我们知道交流输入电压的公式为VX=VPkSin θX,根据已知条件，Vx=103V , Vpk=127V ,可以得到θx=54度，所以t2=54*10ms∕180=3mS , T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8∕24=0.57mF=570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算，其实QR也是DCM的一种，不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择，比较常用的方法就是AP法，但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合，一般可以直接选择磁芯，象这个功率等级的反激，选择PQ3535的磁芯即可。
磁芯的参数如下：AE=190mm2,AL=4300nH, Bmax≥0.32T1) DCM变压器设计过程：开关频率选择80K,最大占空比选择0.48,全范围DCM,则在最低输入电压VdC下，占空比最大，电路工作在BCM状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax),IrmS = IPk L* n*^Dma^ ≡12.3AV 3根据电流有效值， 求，即可得到合适的变压器。
反激变压器计算实例
技术要求:输入电压Vin:９０－253Vac输出电压Vo:27、６V输出电流Io:６A输出功率Ｐo:１６6W效率η:０、85输入功率Pin:195W一、输入滤波电容计算过程:上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到得电压Vdｃ为115Ｖ,则从上图可以得到:Vｐｋ=9０*1.４１4=1２7ＶVmin=Vdｃ—(Vpk—Vｄc)＝10３V将电源模块等效为一个电阻负载得话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpｋ—Vmin)V。
Idc＊Ｔ３＝C*△V其中:△Ｖ＝Vpk—Vmin＝127－1０3＝24V关键部分在Ｔ3得计算,T3＝t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hｚ得交流来说,t １=5mS,然后就就是计算t２,其实t２也很好计算,我们知道交流输入电压得公式为Vx＝Vpksinθx,根据已知条件,Vx=1０3Ｖ,Ｖpk=１27V,可以得到θｘ＝54度,所以ｔ2=54＊1０ｍｓ／1８0=３mＳ, Ｔ3＝t１+t2＝8mS。
Ｃ=1.7＊８/２4=0、57mF=５70uＦ二、变压器得设计过程变压器得设计分别按照DCＭ、ＣCM、ＱR两种方式进行计算,其实QR也就是DCM得一种,不同得地方在于QＲ得工作频率就是随着输入电压输出功率得变化而变化得。
对于变压器磁芯得选择,比较常用得方法就就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级得反激,选择PＱ３53５得磁芯即可、磁芯得参数如下:ＡE=1９０mm２,AL＝４300nH,Bmax≥0。
32T１)DＣM变压器设计过程:开关频率选择80K,最大占空比选择０.4８,全范围DCＭ,则在最低输入电压Vｄc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式,Vｄc*Dｍax＝Vｏr＊(1-Ｄmax),从而计算反射电压为Vｏr=9５V匝比ｎ＝Ｖｏｒ/(Vo＋Vｆ)=3、３2 Vｆ为整流二极管压降计算初级匝数计算副边匝数Ns＝Ｎｐ／n=6。
反激式开关电源变压器计算
反激式开关电源变压器计算
一、什么是反激式开关电源变压器
1、输入电压计算
首先，需要确定输入电压，也就是变压器的输出电压，一般来说，输入电压的计算是以输出电压的值为基础，采用驱动电源的变压比，通过变压器定律来确定：
输入电压=输出电压/变压比
2、输入电流计算
输入电流的计算是根据输入电压、输出电压、最大负载电流以及效率来计算的
输入电流=（最大负载电流+效率×最大负载电流）/输入电压
3、输出电流计算
输出电流的计算主要根据最大负载电流和输出电压来确定，一般采用如下公式：
输出电流=最大负载电流/输出电压
四、结论。
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I PK 0.7
2 P0.7 Vdc Dmax
2 116
4.94 A ，
115 * 0.48 * 0.85
从这个时刻，如果继续增加负载电流，变压器进入 峰值电流也就是这个值，因此 ΔI=4.94A 满载情况下，输入平均电流
CCM 状态，占空比不变，所以，峰
I in
pin
195 1.7 A
Vdc 115
由于负载为两串铅酸蓄电池，最低充电电压按照
20V 计算，辅助绕组选择 4 匝。
MOS 管的选择 初级峰值电流 6.34A,按照 1.5 倍余量选择， MOS 管电流选择 6.34*1.5=9.5A
输入电压最高值 360V，反射电压 95V，考虑尖峰电压 100V，MOS 管耐压按照 0.85 的
余量选择，则 MOS 管耐压应不低于
Vpk=90*1.414=127V
Vmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V 将电源模块等效为一个电阻负载的话，相当于在 电，电容电压降低（ Vpk-Vmin）V。
T3 时间内电容对恒定功率负载进行放
其中：
Idc*T3=C* △V △V=Vpk-Vmin=127-103=24V
关键部分在 T3 的计算， T3=t1+t2 ， t1 为半个波头，时间比较好算，对于 50Hz 的交流来 说， t1=5mS，然后就是计算 t2, 其实 t2 也很好计算，我们知道交流输入电压的公式为
2
n (Vo Vf )
Fs H
1
Vdc L
Fs L
n (Vo Vf )
1
V d cH
，
将 Vo=27.6V、 Vf=1V、 VdcL=115V、 n=3.32、 VdcH=360V 代入，可以得到 FsH=2.25FsL如, 果将 低压满载工作频率设置在 50k，则高压满载工作频率则工作在 2.25*50=112.5 k 。
不同的地方在于 QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。
对于变压器磁芯的选择，比较常用的方法就是
AP 法，但经过多次具体设计及根据公司
常用型号结合， 一般可以直接选择磁芯， 象这个功率等级的反激， 选择 PQ3535 的磁芯即可。
磁芯的参数如下： AE=190mm2,AL=4300nH， Bmax≥ 0.32T
技术要求：输入电压 Vin： 90-253Vac 输出电压 Vo： 27.6V 输出电流 Io：6A 输出功率 Po： 166W 效率 η ：0.85 输入功率 Pin： 195W
一、输入滤波电容计算过程：
上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得 到的电压 Vdc 为 115V，则从上图可以得到 :
Vf 为整流二极管压降
计算初级匝数
计算副边匝数
Ns=Np/n=6.32 ，选择 7 匝，
则原边匝数调整为
Np=3.32*7=23 匝
计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照
20-27.6V 设计，要求在 20V 输出下辅助绕
组能正常供电，所以，辅助绕组选择 4 匝。
初级电感量
Po=0.5L*I*I*F/ η
V i nmax V o r V p k
V
6 5 V3
0.85
库存 MOS 管中，满足电压电流条件的型号为 FQA13N80，所以选择该型号 MOS 管。
输出二极管的选择
变压器变比 27:8，当输入电压最高时，折算到副边的电压为
360*8/27=107V
因此二极管承受的反向电压为 容量选择，则
107+27.6=135V，考虑尖峰电压 50V，二极管耐压按照
1）DCM 变压器设计过程： 开关频率选择 80K，最大占空比选择 0.48，全范围 DCM，则在最低输入电压
空比最大，电路工作在 BCM 状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，
Vdc 下， 占
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax) ，
从而计算反射电压为 Vor=95V
匝比
n=Vor/(Vo+Vf)=3.32
设峰值电流为 IPK 则 (IPK+IPK-4.94) × D/2= I in
IPK=6A 根据△ I 占 Ipk 的比例，确定△ Bmax，△ Bmax/Bmax=△ I/Ipk 得到△ Bmax=4.94*0.32 /6=0.26T， 选择△ B 为 0.18T，计算变压器原边匝数
根据伏秒平衡，可以得到以下公式，
D max 3.6A
3
次级电流有效值： Irms Ipk L n 1 D max 12.3A 3
根据电流有效值， 可以选择变压器线径， 根据匝数绕电感后， 调整气息使电感量满足要
求，即可得到合适的变压器。
2）CCM 变压器设计过程：
CCM 变压器的设计，必须首先确定一个负载点，在该状态下，变压器工作在
在临界模式，则根据伏秒平衡
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax) ，
Vor= Vdc*Dmax/(1-Dmax)
=103*0.+Vf)=95 /(27.6+1)=3.32
采用 0B2203，如果全范围内都工作在 QR 状态下， 则在同一负载条件下， 工作频率只跟 随输入电压变化，频率变化比如下：
BCM 状态
下，如果负载继续增加则进入 CCM，如果负载减小，则进入 DCM，一般情况下，我会选择
最低输入电压下额定负载的 70%为 BCM 状态。
计算初级匝数
从上面得计算结果可以看到，无论是 级匝数是不变的。
DCM 还是 CCM，其实对于同一个变压器来说，初
70%负载情况下，输出功率为 P0.7=27.6*6*0.7=116W ，因此峰值电流为
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax) ， 从而计算反射电压为 Vor=95V
匝比
n=Vor/(Vo+Vf)=3.32
Vf 为整流二极管压降
计算初级匝数
计算副边匝数
Ns=Np/n=4.8 ，选择 5 匝，
则原边匝数调整为
Np=3.32*5=17 匝
计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照
20-27.6V 设计，要求在 20V 输出下辅助绕
IL RM S
I p Lk
次级电流有效值
D max 2.54A
3
Irms Ipk L n 1 D max 8.81A 3
则初级绕组匝数
Lp Ipk L 156 10 6 6.34
Np
Ae Bm 190 10 6 0.20 26 匝
次级绕组匝数 Ns=26/3.32=8 匝，选择 8 匝，则原边调整为 27 匝
I=Vinmin*Dmax/(L*F)
， 将各个参数代入，得到 L 值
L=78uH
Ipk L
初级电流峰值：
Vdc D max LF
115 0.48 78 10 6 80 103
8.9 A
IL RMS
初级电流有效值：
Ipk L
D max 3.6A 3
次级电流有效值： Irms Ipk L n 1 D max 12.3A 3
组能正常供电，所以，辅助绕组选择 3 匝。
初级电感量
Po=0.5L*I*I*F/ η
I=Vinmin*Dmax/(L*F)
， 将各个参数代入，得到 L 值
L=78uH
Ipk L
初级电流峰值：
Vdc D max LF
115 0.48 78 10 6 80 103
8.9 A
L
I RMS
初级电流有效值：
Ipk L
变压器工作在 QR 模式时， MOS 管开通时，变压器原边储存能量，在 MOS 关关闭时刻 完全传递到副边，每个周期变压器原边储存的能量为
P 0.5L I 2
变压器传递到副边的总能量等于每个周期传递的能量与频率的乘积，所以
po 0.5L I 2
F
原边峰值电流可以通过下式得到
Vdc D max I
LF
根据电流有效值， 可以选择变压器线径， 根据匝数绕电感后， 调整气息使电感量满足要
求，即可得到合适的变压器。
以下黄色字体部分， 是根据 batteryli 提到， 对于 DCM，变压器的△ B 值可以适当选的大
一些，从而降低匝数减小漏感，可以减小尖峰。因此按照△
B=0.2 设计的变压器。
开关频率选择 80K，最大占空比选择 0.48，全范围 DCM，则在最低输入电压 Vdc 下， 占 空比最大，电路工作在 BCM 状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax) ， 从而计算反射电压为 Vor=95V
匝比
n=Vor/(Vo+Vf)=3.32
Vf 为整流二极管压降
副边匝数
Ns=18/ 3.32=5.4,选择 6 匝，
原边匝数调整为 Np=3.32*6=20
计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照
20-27.6V 设计，要求在 20V 输出下辅助绕
Vx=Vpksin θ x ， 根 据 已 知 条 件 ， Vx=103V ， Vpk=127V ， 可 以 得 到 θ x=54 度 ， 所 以 t2=54*10ms/180=3mS ， T3=t1+t2=8mS。
C=1.7*8/24=0.57mF=570uF
二、变压器的设计过程
变压器的设计分别按照 DCM、CCM、QR两种方式进行计算， 其实 QR 也是 DCM 的一种，
V=（ 135+50） /0.85=218V 副边峰值电流为 6.34*27/8=21A
库存最接近的二极管是 STTH3003,耐压 300V，两个 15A 二极管并联。
0.85 的
组能正常供电，所以，辅助绕组选择 4 匝。