推挽式开关电源的变压器参数计算
推挽变压器计算公式
推挽变压器计算公式标题：推导变压器计算公式，为电力工程设计提供便利引言：变压器是电力系统中必不可少的元件，它的设计与计算对于保证电力系统的正常运行非常重要。
然而，计算变压器参数并不是一件简单的事情，需要借助一定的公式和方法。
本文将推导变压器计算的基本公式，以便为电力工程设计提供便利和指导。
一、基本概念和假设1. 互感性：变压器的工作基于互感效应，即通过磁场的变化来传递能量。
互感性的表达式为N1φ1 = N2φ2，其中N1、N2分别为变压器的一次和二次线圈的匝数，φ1、φ2分别为一次和二次线圈的磁通。
2. 理想变压器：假设变压器是理想的情况下，可以得出以下假设公式：- 磁场没有漏磁，即φ1 = φ2；- 电阻和漏电感可以忽略不计。
二、变压器的基本参数1. 变比: 变比表示了变压器一次和二次电压之间的关系。
变比定义为:K = V2 / V12. 系数K的定义中包含了两个重要的量：- 变压器的主磁通率（M）。
主磁通率定义为变压器磁通的比例因子，即φ1 = Mφ2；- 变压器的匝缐比（m）。
匝缐比定义为一次和二次线圈的匝数之比，即m = N1 / N2。
通过将M和m代入K的定义，我们可以得到另一种形式的变比公式:K = M*m三、变压器的基础计算公式1. 一次和二次电流之间的关系：根据理想变压器的假设公式，可以推导出:I1 / I2 = N2 / N1 = 1 / m2. 线圈电压之间的关系：根据理想变压器的假设公式，可以推导出:V1 / V2 = N1 / N2 = m3. 功率之间的关系：根据电力学基本定律，功率等于电压乘以电流。
我们可以得出以下推导：P1 = V1 * I1 = m * V2 * (I2 / m) = P2其中，P1和P2分别为一次和二次侧的功率。
四、变压器额定容量的计算变压器的额定容量是指变压器能够持续运行的功率。
额定容量可以根据以下公式计算：S = k * V * I其中，S为额定容量，k为各种损耗系数，V为标称电压，I为额定电流。
推挽式变压器设计
推挽式变压器设计前言推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法，这两种设计方法都是以几何参数进行设计，主要区别在于，KG 法是AP的基础上考虑了电压调整率，即加入电压调整率参数。
下面是两种方法设计流程：第一：计算视在功率：PT=Po(1+1/G)1.414式中的PT 是视在功率，Po是输出功率，G是变压器的能量传递效率，第二：计算KE：KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4式中Kf是波形因素，方波为4，正弦波为4.44，Fs是开关频率，Bw磁通密度。
第三：计算KG：KG=PT/2aKe式中a 是电压调整率磁环KG用以下公式进行计算：KG=Ae^2AwKo/MLT式中的Ae是芯的有限面积，Aw 是芯环的有限面积，MLT是每匝线圈的长度。
第四：根据KG值选择磁环的大小。
第五：计算AP：如果是KG法设计变压器，不用这一步。
AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x式中Ko是变压器窗口使用系数。
Kj是电流密度比例系数，X 是磁芯类型常数第六：根据AP值选技磁环的大小，如果是使用KG法，不用这一步。
第七：计算原边线圈数：NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe式中的NP为原边线圈数，Vs是最小输入电压。
第八：计算原边峰值电流Ip=Po/VsG第九：计算电流密度：J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp第十：计算原边线圈的线经：Axp=Ip/J如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。
公式如下：Axp=0.707Ip/J第十一：根据Axp值选择导线规格：第十二：计算原边线圈阻值：Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6第十三：计算铜损：Pcup=IpRp第十四：计算副边线圈数：Ns=(V oNp/Vs)(1+a/100);第十五：计算副边线圈线经：Axs=Io/J式中的Io的是输出电流：如果是全波整流，需要按0.707折算。
Axs=Io x 0.707 / J第十六：根据Axs值选择副边线圈的导线规格。
推挽式开关电源变压器参数的计算
0.4．推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1-4-1．推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。
推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。
推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。
对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。
关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。
根据（1-95）式：（1-150）式和（1-151）式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏；τ = T on，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数；F 和τ取值要预留20%左右的余量。
推挽电源磁芯参数计算表带磁芯参数.xls
所以在确定线经时还要计算不同频率时 导体的穿透深度.公式:d=76/(f)^1/2
推挽变压器绕组计算
输入最高电压
12 输入低电压 12
AE磁芯截面积CMLeabharlann 输出功率 180 输出路数 6
AE计算器
输出电压V 10 输出电流A 3
磁通密度取1000-3000
占空比 0.5
效率 0.9
整流压降 0.7
1.08
2000 粗级匝数 4.62962963 次级匝数 4.166666667
频率Hz 30000 初级线径 1.4736345 次级线径 0.360965259
电流密度 初级有效电流 7 16.66666667
电流穿透深度
粗级匝数取整 初级并绕根数
5
1
0.438786205
次级匝数取整 次级并绕根数
4
3
AW为窗口面积
AE窗口有效截面面积
AP=AW*AE
Aw=F*(E-D)
次级有效电流
高频变压器线径的确定根据公式D=1.13(I/J)^1/2可以计算出来,
开关电源变压器匝数计算
开关电源变压器匝数计算
开关电源变压器的匝数计算是电子工程中的重要内容。
通常，在计算变压器匝数时，需要考虑输入电压、输出电压、负载电流和工作频率等因素。
以下是计算变压器匝数的步骤：
1. 确定变压器的输入电压（Vin）和输出电压（Vout）。
2. 计算变压器的变压比（N），公式：N=Vout/Vin。
3. 确定变压器的负载电流（Iload）。
4. 计算变压器的额定功率（P），公式：P=Vout x Iload。
5. 确定变压器的工作频率（f）。
6. 根据变压器的磁通密度（B）和工作频率（f），计算变压器的磁通值（Φ），公式：Φ=B x A x N x f，其中 A 为变压器的磁路面积。
7. 确定变压器的匝数（Np 和 Ns），公式：Np/Ns=Vp/Vs，其中Vp 和 Vs 分别为变压器的输入电压和输出电压。
以上是计算开关电源变压器匝数的基本步骤，需要根据实际情况进行具体计算。
推挽式开关电源变压器参数的计算
推挽式开关电源变压器参数的计算
变压器参数包括额定电压、额定电流、变比和功率损耗等。
下面将分别介绍这些参数的计算方法。
1.额定电压
额定电压是指变压器在正常工作状态下允许的最大电压值。
通常根据需要的输出电压来确定额定电压。
2.额定电流
额定电流是指变压器在额定电压下所能承受的最大电流值。
计算额定电流的方法如下：
首先，根据输入电压和输出电压之间的变比关系计算输出电流。
输出电流=输入电压/输出电压
然后，根据该输出电流的数值来选择变压器的额定电流。
3.变比
变比是指变压器的输入电压与输出电压之间的比例关系。
推挽式开关电源变压器通常用于降低电压，因此变比小于1、计算变比的方法如下：变比=输出电压/输入电压
4.功率损耗
功率损耗是指变压器在工作过程中因内部电阻和磁损耗而产生的能量损失。
它通常以功率因数的形式表示。
计算功率损耗的方法如下：
首先，根据变压器额定电流和额定电压，计算输入功率和输出功率。
输入功率=输入电流*输入电压
输出功率=输出电流*输出电压
然后，计算功率损耗。
功率损耗=输入功率-输出功率
5.磁链
首先，根据输入电压和输入电流计算原边磁链。
原边磁链=输入电流/输入电压
然后，根据原边磁链和变比计算副边磁链。
副边磁链=原边磁链/变比
以上是推挽式开关电源变压器参数的计算方法。
根据实际需求，可以按照上述方法来计算并选择合适的参数，以确保变压器在工作过程中能够稳定可靠地运行。
开关电源参数计算详细推导过程
(V =
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 * POUT
有： T =
LP
(V =
IN
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 *VOUT * I OUT
=
(V
2
IN
* D *T
) *η
2
2 *VOUT * I OUT *
IN
(V =
* D *T
2 *VOUT * I OUT * T
) *η = (V
TSW * I P − P =
1 2 POUT 2 POUT 2 POUT * C * I P− P = + +π * N FSW FSW *η *VIN F *η * (V + V ) * P FSW *η SW OUT F NS FSW * 1 2 POUT * I P − P = FSW * + FSW * FSW FSW *η *VIN F 2 POUT
di VIN V *T ，在关闭之前其值到达最大： I P − P = IN ON = dt LP LP
一个开关周期内传输的能量即输入功率： PIN = 等同： PIN =
1 * LP * I 2 P − P * FSW 2
1 1 * LP * I 2 P − P * 2 T P V *I POUT *100% 推导出 PIN = OUT = OUT OUT η η P IN 1 V *I * LP * I 2 P − P * FSW = OUT OUT 2 η
2
* D ) * T (VIN * D ) * T (V * D ) = = IN V *I 2 * PIN 2 * PIN * FSW 2 * OUT OUT η
正激类(全桥、半桥、推挽、正激)变压器计算
推挽式开 关电源变 压器的计 算方法与 前面正激 式或反激 式开关电 源变压器 的计算方 法大体相 同，只是 对变压器 铁心磁感 应强度的 变化范围 选择有区 别。对于 具有双向 磁极化的 变压器铁 心，其磁 感应强度 B的取值 范围，可 从负的最 大值-Bm 变化到正 的最大值 +Bm。
关于开关 电源变压 器的计算 方法，请 参考前面 “1-63．正激 式变压器 开关电源 电路参数 计算”中 的“2.1 变压器初 级线圈匝 数的计算 ”章节中 的内容。
（1152）式 还没有考 虑变压器 的工作效 率，当把 变压器的 工作效率 也考虑进 去时，最 好在（1152）式 的右边乘 以一个略 大于1的 系数。
B）直流 输出电压 非调整式 推挽开关 电源变压 器初、次 级线圈匝 数比的计 算
直流输出 电压非调 整式推挽 开关电 源，就是 在DC/AC 逆变电源 的交流输 出电路后 面再接一 级整流滤 波电路。 这种直流 输出电压 非调整式 推挽开关 电源的控 制开关K1 、K2的占 空比与 DC/AC逆 变电源一 样，一般 都是 0.5，因 此，直流 输出电压 非调整式 推挽开关
1-8-1-42．推挽 式开关电 源变压器 初、次级 线圈匝数 比的计算
A）交流 输出推挽 式开关电 源变压器 初、次级 线圈匝数 比的计算 推挽式开 关电源如 果用于 DC/AC或 AC/AC逆 变电源， 即把直流 逆变成交 流输出， 或把交流 整流成直 流后再逆 变成交流 输出，这 种逆变电 源一般输 出电压都 不需要调 整，因此 电路相对 比较简 单，工作 效率很高 。
n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 次/ 初级变压 比，D为 0.5时 （1152） 不过，在 低电压、 大电流输 出时，一 定要考虑 整流二极 管的电压 降。
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推挽式开关电源的变压器参数计算
用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1-4-1．推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算
由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。
推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。
推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。
对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。
关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。
根据（1-95）式：
（1-150）式和（1-151）式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏；τ = Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数；F和τ取值要预留20%左右的余量。
式中的指数是统一单位用的，选用不同单位，指数的值也不一样，这里选用CGS单位制，即：长度为厘米（cm），磁感应强度为高斯（Gs），磁通单位为麦克斯韦（Mx）。
1-8-1-4-2．推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算
A）交流输出推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算
推挽式开关电源如果用于DC/AC或AC/AC逆变电源，即把直流逆变成交流输出，或把交流整流成直流后再逆变成交流输出，这种逆变电源一般输出电压都不需要调整，因此电路相对比较简单，工作效率很高。
用于逆变的推挽式开关电源一般输出电压都是占空比等于0.5的方波，由于方波的波形系数（有效值与半波平均值之比）等于1，因此，方波的有效值Uo与半波平均值Upa相等，并且方波的幅值Up与半波平均值Upa也相等。
所以，只要知道输出电压的半波平均值就可以知道有效值，再根据半波平均值，就可以求得推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比。
根据前面分析，推挽式变压器开关电源的输出电压uo，主要由开关电源变压器次级线圈N3绕组输出的正激电压来决定。
因此，根据（1-128）、（1-129）、（1-131）其中一式就可以出推挽式变压器开关电源的输出电压的半波平均值。
由此求得逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比：
n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui ——变压比，D为0.5时（1-152）
（1-152）式就是计算逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。
式中，N1为开关变压器初级线圈两个绕组其中一个的匝数，N3为变压器次级线圈的匝数，Uo输出电压的有效值，Ui为直流输入电压，Upa输出电压的半波平均值。
（1-152）式还没有考虑变压器的工作效率，当把变压器的工作效率也考虑进去时，最好在（1-152）式的右边乘以一个略大于1的系数。
B）直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算
直流输出电压非调整式推挽开关电源，就是在DC/AC逆变电源的交流输出电路后面再接一级整流滤波电路。
这种直流输出电压非调整式推挽开关电源的控制开关K1、K2的占空比与DC/AC逆变电源一样，一般都是0.5，因此，直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比可直接利用（1-152）式来计算。
即：
n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui ——次/初级变压比，D为0.5时（1-152）
不过，在低电压、大电流输出时，一定要考虑整流二极管的电压降。
C）直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算
直流输出电压可调整式推挽开关电源的功能就要求输出电压可调，因此，推挽式变压器开关电源的两个控制开关K1、K2的占空比必须要小于0.5；因为推挽式变压器开关电源正反激两种状态都有电压输出，所以在同样输出电压（平均值）的情况下，两个控制开关K1、K2的占空比相当于要小一倍。
当要求输出电压可调范围为最大时，占空比最好取值为0.25。
根据（1-140）和（1-145）式可求得：
（1-153）和（1-154）式就是计算直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。
式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的匝数，N3为变压器次级线圈的匝数，Uo直流输出电压，Ui 为直流输入电压。