开关电源变压器的设计
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解高频变压器作为电源电子设备中的重要组成部分，起到了将输入电压进行变换的作用。
根据不同的使用环境和要求，电源电路中的电感元件可分为正激式、反激式和双端开关电源。
下面就分别对这三种电源的高频变压器设计进行详解。
1.正激式电源变压器设计正激式电源变压器是将输入电压通过矩形波进行激励的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈和副磁线圈两部分，主磁线圈用来耦合能量，副磁线圈用来提供输出电压。
正激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
2.反激式电源变压器设计反激式电源变压器是通过反馈控制来实现变压的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈、副磁线圈和反馈元件等。
反激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
(7)选择合适的反馈元件：根据反馈控制的需要来选择合适的反馈元件，并设计合适的反馈回路。
开关电源中变压器及电感设计1
开关电源中变压器及电感设计1开关电源中变压器及电感设计1一、变压器设计1.根据电源输出需求确定变压器的额定功率和工作频率。
2.计算变压器的变比。
变压器的变比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
通常变压器的变比为输入和输出电压之比的倒数，即输出电压/输入电压。
3.根据变比计算次级匝数。
变压器的次级匝数等于输入匝数乘以变比。
4.根据次级匝数计算主绕组匝数。
主绕组匝数等于次级匝数除以变比。
5.计算主绕组和次级绕组的截面积。
主绕组的截面积一般比次级绕组大，以满足输送更大电流。
6.计算铁芯截面积。
铁芯截面积的大小关系到变压器的能量传输效率，一般选择铁芯截面积略大于主绕组的截面积。
7.选择合适的铁芯材料和线材材料。
铁芯材料的导磁性能和线材材料的电阻等参数会影响变压器的损耗和效率。
8.进行变压器的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行变压器参数的计算和仿真，以评估变压器的性能。
9.制作变压器的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装变压器。
10.进行变压器的测试和调整。
使用仪器测试变压器的性能，并根据测试结果调整变压器的参数，以满足设计要求。
二、电感设计1.根据电源输出需求确定电感的额定电流和工作频率。
2.根据电感的额定电流和工作频率计算电感的感值。
电感的感值和额定电流和工作频率之间有一定的关系，可以根据公式进行计算。
3.根据感值计算电感的绕组数。
电感的绕组数决定了电感的电流走向和电感的大小。
4.选择合适的磁芯和线材材料。
合适的磁芯材料和线材材料会影响电感的损耗和效率。
5.进行电感的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行电感参数的计算和仿真，以评估电感的性能。
6.制作电感的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装电感。
7.进行电感的测试和调整。
使用仪器测试电感的性能，并根据测试结果调整电感的参数，以满足设计要求。
总结：变压器和电感的设计是开关电源设计中关键的一环，直接影响到电源的性能和稳定性。
在设计过程中，需根据电源输出需求确定额定功率和工作频率，并计算变压器和电感的相关参数。
开关电源变压器设计
开关电源变压器设计开关电源变压器是一个重要的电力电子设备，用于将输入电压变换到需要的输出电压。
它由铁芯和线圈组成，通过交变磁场将输入电压变化到输出电压。
在设计开关电源变压器时，需要考虑到很多因素，包括转换效率、功率损耗、热量分布和轻负载性能等。
首先，在设计开关电源变压器时，需要确定所需的输出电压和电流。
输出电压和电流的选择直接取决于所需的应用和负载需求。
例如，对于音频放大器，输出电压可能是几百伏特，而对于计算机设备，输出电压可能是12伏特。
决定了输出电压和电流之后，可以计算变压器的必要参数，如匝数比、线圈电阻和反馈电路。
其次，在选择铁芯材料时，需要考虑到磁通密度和能量损耗。
磁通密度代表了铁芯能够承受的最大磁场强度，因此需要选择一个能够满足输出电流和磁通密度要求的铁芯材料。
同时，能量损耗是通过变压器中电能转换为磁能和热能的过程。
为了降低能量损耗，可以选择低磁滞或非饱和的铁芯材料。
另外，热量分布也是设计开关电源变压器时需要考虑的因素之一、由于转换过程中会有一定的能量损耗，会产生一定的热量。
为了确保变压器的正常工作，需要将热量分布在铁芯和线圈上，并通过冷却系统将其排出。
热量分布的合理设计可以提高变压器的效率和寿命。
最后，为了提高开关电源变压器的轻负载性能，可以采取一些措施，如引入补偿线圈或使用纳米铁芯等新材料。
补偿线圈可以提高变压器的稳定性和混响补偿能力，从而提高轻负载性能。
而使用纳米铁芯可以减小磁损耗和体积，从而提高变压器的效率和功率密度。
总体上，开关电源变压器的设计需要综合考虑输出电压和电流要求、铁芯材料选择、热量分布和轻负载性能等因素。
通过合理的设计和优化，可以提高变压器的性能和可靠性，满足不同应用和负载要求。
单管正激式开关电源变压器设计
单管正激式开关电源变压器设计引言：设计目标：设计一个单管正激式开关电源变压器，输入电压为220V，输出电压为12V，输出电流为1A。
主要的设计目标如下：1.高能效：确保转换效率达到90%以上。
2.稳定性：在负载变化范围内，输出电压波动小于5%。
3.安全性：确保设计的变压器具有过载和短路保护功能。
4.成本：在满足以上要求的情况下，尽量降低设计成本。
设计过程：1.计算变压器的变比：由于输入电压为220V，输出电压为12V，所以变压器的变比为220/12=18.332.计算次级电流：输出电流为1A，因此次级电流为1A。
3.计算主磁环的Ae（过剩面积）：根据磁环材料的选择，可以得到主磁环的Ae值。
4.计算主磁环的直径D：根据所选择的磁环材料的饱和磁感应强度，可以得到主磁环的直径D。
5.计算次级绕组的匝数：次级绕组的匝数可以根据变比计算得出。
6.计算次级绕组的截面积：由于次级电流和次级绕组匝数已知，可以计算出次级绕组的截面积。
7.选择铁芯截面积：根据所需的变压器功率，可以选择合适的铁芯截面积。
8.计算输出电压波动：根据设计目标的要求，计算负载变化时输出电压的波动范围。
9.设计过载和短路保护：根据设计目标的要求，设计过载和短路保护电路，以确保变压器的安全性。
设计要点：1.磁环材料的选择：磁环材料应具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗，以提高变压器的效率。
2.绕组材料的选择：绕组材料应具有良好的导电性和低电阻，以减小损耗和提高效率。
3.绝缘材料的选择：绝缘材料应具有良好的绝缘性能和耐高温性能，以确保变压器的安全性和可靠性。
4.冷却系统的设计：变压器在工作中会产生一定的热量，需要设计合适的冷却系统，以保持变压器的温度在安全范围内。
总结：单管正激式开关电源变压器是一种常见的电源转换器，设计时需要考虑效率、稳定性、安全性和成本等因素。
在设计过程中，需要计算变压器的变比、次级电流、主磁环的Ae和直径、次级绕组的匝数和截面积，选择合适的铁芯截面积，设计合适的过载和短路保护电路，并选用合适的磁环材料、绕组材料和绝缘材料。
开关电源变压器设计实例(详细公式)
高频率变压器的设计例: 输入电压:85~264V输入电压频率:50/60HZ输出电压::12VDC输出电流:5A一、选择CORE的大小:通常按输出功率查CORE厂商的资料,根据CORE高度,在100KHz,与之对应的功率选择功率型的CORE.查TDK PQ2620 PC4 Ui=2300Nh Ae=119mm2 Bs=380mT(100℃) Br=140mT(23℃)二、计算输入电流平均值:PoutIav=η*Vin〈min〉Vin〈min〉=90V*√2-20〈直流涟波及整流管压降〉=110〈V〉η----效率 V out≧12V η=80~85%V out＜12V η=75~80%此处选η=80%60Iav= = 0.68〈A〉0.8*110三、计算输入峰值电流大小:2 IavIp2连续工作模式(CCM) 不连续工作模式(DCM) CCM----连续工作模式,L ηEMC 差适合小功率DCM----不连续工作模式, L ηEMC 好适合大功率2*0.68Ipk= = 1.92〈A〉(1+0.55)*.45四、计算初级电感:Vin(min)．DmaxLp=Ip‧fDmax=0.4~0.5 此处选Dmax=0.45工作频率选f=62KHz110*0.45Lp= <H>=0.423mH =423uH1.95*60*103五、计算初级匝数:Lp*Ip Vin‧TonNp= = *104Ae‧B B‧Ae1Ton= * 0.45 = 7.5us60*103Ae---- 铁芯截面积B---- 2000~2500 高斯,此处选B=2250高斯.110*7.5Np= * 104 =30.8(TS) 选取 31TS2250*1.19六、计算次级匝数Vin(min)‧Ns‧Dam=(V o+V D)‧Np‧(1-Dam)(V o+V D)‧Np‧(1-Dam) ( 12+0.5 )*31*0.55Ns= = =4.3(Ts) Vin(min)‧Dmax 110*0.45此处选Ns= 5Ts七、修正初级圈数和电感:Vin(min)．Ns．Dmax 110*5*0.45Np= = = 36匝(V o+V D)‧Np‧(1-Dam) 12.5*0.55Np．Ae．BLp= *10-4 uH36*119*2250=八、计算Nb(V o+V D)Nb=6.68Ts 选 Nb=7Ts 故 Np:Ns:Nb=36:5:7 Lp=500uH九、计算电流的大小:1.初级电流有效值IrmsIrms=Ipk．√Dmax．(Krp2/3-Krp+1) 或 (Irms=Ipk/√6)Kpp----最小值 0.6<连续模式>,最小值1.0<不连续模式>此处选Krp=0.92 Irms=1.95/√6=0.8A2.次级峰值电流IspkNp． Ipk=Ns IspkIspk=1.95*36/5=14(A)3.次级电流有效值Isrms=Ispk．√(1-Dmax)．Krp2/3-Krp+1)或 9(Isrms=Ispk/√6)Isems=14/√6=5.75(A)。
开关电源变压器怎样设计？开关电源变压器参数介绍
开关电源变压器怎样设计？开关电源变压器参数介绍在开关电源变压器结构的设计上要考虑以下几点，漏磁一定要小，这样可以减小绕组的漏感。
在结构设计上使其便于绕线和引出线这样不仅使变压器的安装简单和方便，同时对变压器的维修和生产都是非常的具有帮助。
在设计前进行合理的规划，让电压器可以有充足的空间和机能进行散热。
如果在设计开关电源变压器上全面的考虑到了以上这几点因素，那么这样的设计可以使开关电源变压器更加的安全，寿命更加的持久。
在设计开关电源变压器时材料的选择十分的重要，而在磁心的选择上就是开关电源变压器的重中之重，依据开关电源变压器的用途不同材料的选择也有所不同。
在我们的身边使用的最为广泛的磁心就是锰锌铁氧化磁心，在用于电源输入滤波器的部分也会使用到高导磁率磁心。
由于软磁铁氧体价格低廉、适应性能好、高频性能好等优势，在我们今天被广泛的使用。
这里确定芯片工作频率为70KHz，芯片的频率可以通过外部的RC来设定，工作频率就等于开关频率，这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源，也可以采取外同步功能。
与UC384X 功能相近，变压器磁芯为EER28/28L，一般AC2DC 的变换器，工作频率不宜设超过100kHz，主要是开关电源的频率过高以后，不利于系统的稳定性，更不利于EMC的通过性，频率太高，相应的di/dt dv/dt 都会增加，除PI 132kHz的工作频率之外，大家可以多参考其它家的芯片，就会总结自己的经验出来。
对于磁芯的选择，是在开关频率和功率的基础，更多的是经验选取。
当然计算的话，你需要得到更多的磁芯参数，包括磁材，居里温度，频率特性等等，这个是需要慢慢建立的。
20W ~ 40W 范围内EE25 EER25 EER28 EFD25 EFD30 等均都可以。
设计变压器进行计算上面计算了变压器的电感量，现在我们还需要得到相应的匝数才可以完成整个变压器的工作1)计算导通时间Ton周期时间T = Ton + Toff = 1/FswTon = T * DmaxFsw ，Dmax 都是已知量70kHz，0.45 代入上式可得Ton = 6.43us2)计算变压器初级匝数Np = Vin(min)*Ton/(ΔB × Ae) = 120Vdc * 6.43us/(0.2 * 82mm2) = 47T(这里的数是一定要取整的，而且是进位取整，我们变压器不可能只绕半圈或其它非整数圈)3)计算变压器12V 主输出的匝数输出电压(V o)：12 Vdc整流管压降(Vd)：0.7 Vdc绕组压降(Vs)：0.5Vdc原边匝伏比(K) = Vi_min / Np= 120 Vdc / 47 T = 2.55输出匝数(Ns) = (输出电压(V o) +整流管压降(Vd) + 绕组压降(Vs)) / 原边匝伏比(K)= (12 Vdc + 0.7Vdc + 0.5Vdc) / 2.55 = 6 T(已取整)4)计算变压器辅助绕组(aux turning)输出的匝数计算方法与12V主绕组输出一样因为ST VIPer53DIP 副边反馈需低于14.5Vdc，故选取12 Vdc 作为辅助电压;Na = 6 T到这一步，我们基本上就得出了变压器的主要参数原边绕组：47T 原边电感量：0.77mH 漏感《5%* 0.77mH = 39uH12V输出：6T辅助绕组：6T下一步我们只要将绕组的线径股数脚位耐压等安规方面的要求提出，就可以发给变压器厂去打样了至于气隙的计算，以及返回验证Dmax 这些都是一些教科书上的，不建议大家死搬硬套，自己灵活一些。
单管正激式开关电源变压器设计
单管正激式开关电源变压器设计设计一个单管正激式开关电源变压器的主要目标是将输入电压转换为所需的输出电压，并提供适当的电流输出。
这种类型的电源变压器由一个开关管、一个变压器、一个整流电路和一个滤波电路组成。
以下是一个设计单管正激式开关电源变压器的基本步骤：1.确定功率需求：首先，确定所需的输出功率，这将指导变压器的尺寸和开关管的容量选择。
输出功率通常以所需的输出电压和电流来计算，即P=V*I。
2.选择变压器参数：根据所需的输出功率和输入电压范围，选择适当的变压器参数。
变压器一般由工作频率、变比（输出电压与输入电压之比）和功率容量来定义。
变压器的变比可以通过变压器的匝数比来实现，即N2/N1，其中N2是次级（输出）匝数，N1是主级（输入）匝数。
3.选择开关管：选择能够承受所需输出功率的开关管。
开关管的选择与其导通电阻、封装、耐压和工作频率相关。
常用的开关管有晶体管和功率MOSFET。
4.设计整流电路：整流电路用于将开关管的高频交流输出转换为直流输出。
常见的整流电路包括单相桥式整流器和满桥式整流器。
整流电路的设计需要考虑所需的输出电压、电流和纹波功率因素。
5.设计滤波电路：滤波电路用于去除整流电路输出的高频纹波，并提供平滑的直流输出。
常见的滤波电路包括电容滤波器和电感滤波器。
滤波电路的设计需要考虑所需的输出电压纹波和效率。
6.进行模拟和数字仿真：使用计算机软件进行电路的模拟和数字仿真，以验证设计的正确性和性能。
7.制作原型并测试：根据设计的电路图和布局，制作原型并进行测试。
测试包括输出电压和电流的测量、纹波和效率的评估。
8.进行优化：根据测试结果进行设计的优化。
优化的目标包括提高效率、减小纹波和噪声，以及改进稳定性和可靠性。
上述步骤提供了一个基本的单管正激式开关电源变压器设计的框架。
具体的设计细节和参数将取决于所需的输出功率和输出电压等要求。
为了确保电路的稳定性和可靠性，建议在设计过程中仔细考虑电源的保护和故障检测机制。
开关电源变压器设计介绍
2010.5.12 R&D
开关电源 变压器
开关电源变压器
That is all Thank
you!
2010.5.12 R&D
4. 初级绕组圈数 NP=LP*IP*104/Ae*B NP----- 初级绕组圈数 NP= 1.0*10-3 *0.595*104 /0.395*0.17 NP= 88 (Ts)
5. 次级绕组圈数 NS=NP*US*（1-αMAX）/UPMIN*αMAX NS----- 次级绕组圈数 US----- 次级最大电压 NS= 88*(5.0+0.7) *(1-0.4)/115*0.4
8 76 5
UC3842B 1 23 4
3.12 2.48 0.05 1.84
D2 IN4148
C3 33uF/25V + R10 100R
Q1 R10' 10K
4
R13 5R6
3 EF-22
D4 MBR2045CT
6.8uH
C12 472 +
C14 104
R14
C16 + 104
R15
750R
750R
Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2 Ae*Ap= 0.112(cm4)
2010.5.12 R&D
反激式开关电源变压器计算
举例
根据磁芯数据,我们可以选择EE2219磁芯 (东磁); 它的 Ae*Ap 值是 0.408*0.397=0.162(cm4)
C13 1000uF/16V
C15 470uF/16V
300uH
R5 5.1K
C7