开关电源高频变压器总结
开关电源 高频变压器 计算
开关电源高频变压器计算开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备，广泛应用于各种电子设备中。
而高频变压器则是开关电源中的关键组件之一，用于实现电压的变换和隔离。
本文将从开关电源和高频变压器的工作原理、计算方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、开关电源的工作原理开关电源通过不断开关的方式将输入的交流电转换为高频的脉冲电流，再经过整流、滤波等环节得到稳定的直流电。
其主要由输入端的滤波电容、整流桥、开关管、变压器、输出端的滤波电容和稳压电路等组成。
其中，开关管的开关频率决定了开关电源的工作频率，一般为几十kHz到几百kHz不等。
二、高频变压器的工作原理高频变压器是开关电源中的关键元件，主要用于实现输入端与输出端的电压变换和隔离。
其工作原理基于电磁感应定律，通过输入端的脉冲电流在变压器的磁场作用下产生电磁感应，从而实现电压的变换。
高频变压器通常由高导磁率的铁芯和绕组组成，绕组的匝数比决定了输入端与输出端的电压变换比。
三、高频变压器的计算方法在设计高频变压器时，需要根据具体的输入输出电压要求和功率需求进行计算。
一般来说，高频变压器的计算主要包括以下几个方面：1. 输入电压和输出电压：根据实际需求确定输入端和输出端的电压值。
2. 输入功率和输出功率：根据实际需求确定输入端和输出端的功率值。
3. 变压器的变比：根据输入端和输出端的电压值计算变压器的变比，即输入匝数与输出匝数的比值。
4. 变压器的铁芯截面积：根据输入功率和开关频率计算变压器的铁芯截面积，以满足工作时的磁通密度要求。
5. 绕组的匝数和线径：根据变压器的变比和输入、输出功率计算绕组的匝数和线径，以满足工作时的电流和功率要求。
四、开关电源和高频变压器的应用领域开关电源和高频变压器广泛应用于各种电子设备中，包括电脑、手机、通信设备、工控设备、医疗仪器等。
其优势在于体积小、效率高、稳定性好，能够满足现代电子设备对电源的高要求。
总结：开关电源和高频变压器作为现代电子设备中不可或缺的组件，通过将交流电转换为直流电并实现电压变换和隔离，为电子设备提供了稳定的电源供应。
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。
开关电源高频变压器工作原理
开关电源高频变压器工作原理开关电源是一种常见的电源类型，它通过高频变压器来实现电能的转换和稳定输出。
本文将介绍开关电源高频变压器的工作原理。
开关电源的基本组成包括输入滤波电路、整流电路、功率变换电路和输出滤波电路。
其中，高频变压器是功率变换电路中的重要组成部分。
高频变压器由铁芯和绕组构成。
铁芯是由软磁材料制成的，能够有效地传导和集中磁场。
绕组则由导线绕制而成，通常分为输入绕组和输出绕组。
在工作时，开关电源的输入电压经过输入滤波电路进行滤波处理，然后进入整流电路。
整流电路将交流电转换为直流电，并通过功率变换电路进行变压和变换。
功率变换电路包括一个或多个功率开关器件，如晶体管或MOSFET。
当功率开关器件导通时，输入电压施加在输入绕组上，产生磁场。
磁场的变化会引起输出绕组中的电压变化，从而实现变压和变换。
当功率开关器件关断时，输入电压消失，磁场也消失。
这样，输出绕组中的电压也会发生变化。
高频变压器的工作原理主要依赖于电磁感应现象。
当输入绕组中的电流变化时，会产生变化的磁场。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会诱导出输出绕组中的电动势。
根据电磁感应定律，电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
在开关电源中，频率较高的开关操作使得输入电流的变化速率很大，从而增大了磁场变化的速率。
这样，输出绕组中诱导出的电动势也会增大。
通过合理设计高频变压器的铁芯和绕组参数，可以实现电压的升降和输出功率的稳定。
高频变压器的设计需要考虑多个因素，如输入电压、输出电压、输出功率、工作频率等。
合理的设计可以提高开关电源的效率和稳定性。
高频变压器是开关电源中的关键组成部分，它利用电磁感应现象实现电能的转换和稳定输出。
通过合理设计和优化，可以提高开关电源的性能和可靠性，满足不同应用领域的需求。
高频开关电源变压器的优化设计及其应用研究
高频开关电源变压器的优化设计及其应用研究摘要：在开关电源当中，变压器是实现核心性能的关键技术组件，因此要把控合理设计与应用。
本文通过分析高频开关电源变压器的构成及发展现况，进一步分析了变压器的优化设计方向与实际应用。
关键词：优化设计；变压器；高频开关电源引言：目前的开关电源正不断向高频化的方向发展，因此其相应的变压器装置也开始采用高频形式，基于此，本文主要围绕着高频开关电源变压器的内部设计展开的研究，希望能够对高频开关电源变压器的实际应用有所帮助。
1.高频开关电源变压器的构成及发展现况1.1高频开关电源变压器的构成与分类高频开关电源变压器中，其开关器件是基于半导体功率，因此也可称之为开关管，而控制开关管在高频下进行关闭与开通操作，从而实现将某种电能的形态转换为其他类型电能形态，这种性能的装置就叫做开关转换器。
以开关转换器为关键部件，再利用闭环自动控制方式对输出电压进行稳定处理，同时，整个电路中还配有相应的保护电源，这种情况下的电源就叫做开关电源，而使用高频的转换器做电源开关工作的转换装置，就被称作高频开关电源，其一般是采用高频DC 转换器。
在高频开关电源当中，其运行的最基本路线包括整流滤波电路、开关型的功率变换装置、控制电路以及交流直线转换电路，而其相应的变压器装置可采用以下几种分类方式。
一是基于不同的驱动方式来划分为自激式驱动变压器以及他激式驱动变压器；二是根据电路的拓扑结构来划分变压器类型，具体可分为两类，包括隔离式变压器与非隔离式变压器，其中隔离式变压器装置还可划分为半桥式变压器、全桥式变压器、反激式变压器、正激式变压器以及推挽式变压器，非隔离式变压器则包括升压型变压器与降压型变压器；三是基于输入与输出之间是否存在电器隔离来划分变压器类型，有电器隔离则为隔离式变压器，无电器隔离则为非隔离式变压器；四是基于DC的开关条件或DC转换器类型来划分，可分为软开关型变压器与硬开关型变压器[1]。
1.2开关电源技术的发展现况电源从上世纪60年代开始就得到使用，一开始大部分使用电源的电子产品都是线性电源结构，这种电源在原理上存在许多局限，且电源本身的体积大、重量高，还具有损耗大的缺点，随后，一种基于开关调节器的直流稳压电源逐渐将其取代，对于开关电源技术的集中化研究开始于上世纪90年代，当时使用的开关电源是基于DC/DC转换器，并采用脉冲宽度调制方式来实现功能，随后还有许多新型电源材料逐渐问世，包括高频磁性材料以及半导体材料，这些材料的应用也使得开关电源的频率得到进一步增长，当前，国内外的开关电源技术都已经实现市场化发展，国内自主研发的开关电源变压器装置也逐渐变多，但大部分变压器的频率较小，高频开关电源变压器的研究还有待加强，近年来，随着对高频开关电源变压器的研究力度加大，该项技术的发展也得到了跨越式的进步[2]。
开关电源高频变压器工作原理
开关电源高频变压器工作原理1开关电源高频变压器概述开关电源高频变压器是开关电源中不可或缺的重要元件，扮演着转换输出电压与电流、隔离输入输出的关键角色。
本文将围绕开关电源高频变压器的工作原理进行探究。
2高频变压器的构成与工作原理高频变压器主要由铁芯、绕组以及外壳组成。
铁芯分为铁氧体和磁性粉末铁芯两种，绕组分为一次绕组和二次绕组，外壳则可用于固定绕组和铁芯。
其工作原理类似于普通变压器，但存在一定区别。
开关电源高频变压器是在高频工作状态下工作的，因此需要采用高质量的材料和加工工艺。
同时，由于开关电源工作时需要快速地切换电路状态，因此高频变压器的工作频率也非常高，一般在几十千赫兹至上百千赫兹之间。
3高频变压器的工作过程高频变压器的工作过程可以分为两个部分：正半周和负半周。
3.1正半周在正半周电流通过一次绕组时，由于磁性铁芯产生的磁通量不停地变化，导致一次绕组中产生电动势。
此时，电动势会使得电流逆时针流向铁芯上，从而产生一个与二次绕组呈交叉的磁通，并在二次绕组上产生电势差。
因此，二次绕组中就会引发电流。
3.2负半周在负半周电流通过一次绕组时，由于磁性铁芯产生的磁通量的变化方向发生了变化，会导致电动势使电流向顺时针的方向流向铁芯上，从而在一次绕组中产生一个与二次绕组呈交叉方向的磁通，并直接在二次绕组上产生电势差，相应地，在二次绕组上引发电流。
4高频变压器的应用高频变压器广泛应用于开关电源、逆变器、变频器、电子变压器等领域，是许多现代电子设备的核心元件。
其中，开关电源是高频变压器的主要应用之一。
开关电源使用高频变压器扮演隔离输入输出、转换电压和电流的关键角色。
在开关电源中，高频变压器的质量和性能不仅决定着输出电流和电压的状况，还关系着输出电源的有效性、稳定性和可靠性。
5总结开关电源高频变压器作为开关电源的核心元件，其作用和重要性不可忽视。
对于高频变压器的工作原理及其应用，我们有了更加生动的了解和认识，相信该知识对于我们进一步了解开关电源工作机理会有很大的帮助。
(整理)正激式开关电源高频变压器
待求参数项详细公式1副边电压VsVs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3临界输出电感LsoLso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4实际工作占空比θon如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则：θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5导通时间TonTon =θon /f6最小副边电流IsminIsmin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7副边电流增量ΔIsΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8副边电流峰值IsmaxIsmax = Ismin+ΔIs9副边有效电流IsIs = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10副边电流直流分量IsdcIsdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11副边电流交流分量IsacIsac = √(Is2- Isdc2)12副边绕组需用线径DsDs = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213原边励磁电流IcIc = Vp*Ton / Lp14最小原边电流IpminIpmin = Ismin*Ns/Np15原边电流增量ΔIpΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16原边电流峰值IpmaxIpmax = Ipmin+ΔIp17原边有效电流IpIp = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18原边电流直流分量IpdcIpdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19原边电流交流分量IpacIpac = √(Ip2- Ipdc2)20原边绕组需用线径DpDp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221最大励磁释放圈数Np′Np′=η*Np*(1-θon) /θon22磁感应强度增量ΔBΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc)23剩磁BrBr = 0.1T24最大磁感应强度BmBm = ΔB+Br25标称磁芯材质损耗PFe (100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：PFe = 600磁芯材质PC40：PFe = 45026选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* PFe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27磁芯损耗PcPc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228气隙导磁截面积Sg方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29有效磁芯气隙δ′δ′=μo*(Np2*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律：H*l = I*Np 有空气隙时：Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有：H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得：ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo = Vp*Ton*Np /Lp式中：lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/m；2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路（无气隙）的有效磁导率，μe的推导过程如下：由：Hc*lc=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为：Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得：Lp =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005：δ=δ′如果δ′/lc＞0.03：δ=μo*Np2*Sc/Lp否则δ=δ′*Sg/Sc31穿透直径ΔDΔD = 132.2/√f32开关管反压UceoUceo = √2 *Vinmax+√2 *Vinmax*Np/ Np′33输出整流管反压UdUd = Vo+√2 *Vinmax*Ns/Np′34副边续流二极管反压Ud′Ud′=√2 *Vinmax*Ns/Np二、双端开关电源高频变压器：No待求参数项详细公式1副边电压Vs如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np)否则： Vs = Vp*Ns/Np2最大占空比θonmaxθonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指：根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
开关电源中高频变压器绕制心得
开关电源中高频变压器绕制心得高频变压器是开关电源中的核心元件之一，它主要用于将输入的低压直流电转换为需要的高频交流电。
通过高频变压器的绕制，可以实现电能的高效转换和稳定输出。
在实际的绕制过程中，我积累了一些心得体会，现在与大家分享如下。
首先，在开始绕制高频变压器之前，我们需要明确设计要求，包括输入电压、输出电压、输出功率等。
然后根据这些设计参数，选择合适的铁芯材料和线材。
铁芯材料的选择要考虑其磁导率、饱和磁感应强度等因素，线材的选择要考虑其截面积和耐高温能力。
一般来说，使用铁粉芯和高温线材可以提高变压器的效率和可靠性。
接下来，绕制高频变压器需要注意几个关键参数。
首先是匝数比，即输入绕组和输出绕组的匝数之比。
匝数比决定了输入输出电压的转换关系，一般来说，输入绕组匝数较大，输出绕组匝数较小。
其次是绕组的恁员，即输入绕组和输出绕组的方向。
绕制时要保证输入输出绕组的恁员方向相反，以实现电压的升降。
还有一个关键参数是绝缘层的选择和处理，绝缘层的存在能够有效隔离绕组，防止绝缘破损导致短路等故障。
在绕制高频变压器时，需要注意一些细节。
首先是绕线的整齐和紧密程度，要保证绕线的平整、密度均匀，避免产生空隙和交叉。
其次是绕线的品质和连接性，要保证每个绕组之间连接牢固可靠，不易脱落。
另外，绕制高频变压器还需要注意线圈的损耗和漏损。
线圈的损耗主要来自于线材的导电电阻，而漏损主要来自于线圈之间和线圈与铁芯之间的磁场耦合不完全。
为了减小这些损耗，可以采取合适的绕制方式和增加绕组之间的绝缘层。
绕制高频变压器还需要注意的是绝缘处理。
绝缘处理主要是为了防止线圈之间和线圈与铁芯之间的短路或绝缘击穿。
在绕制过程中，需要合理选择绝缘材料和绝缘涂层，并且需要注意绕线的绝缘层的厚度和质量。
此外，还需要对绕制好的变压器进行绝缘测试，以确保绝缘层的质量和安全性。
总结起来，高频变压器的绕制是一个技术要求较高的过程。
通过我的实践经验，我认为关键在于选择合适的材料、控制重要参数、注意细节和保证绝缘层的质量。
开关电源总结
开关电源总结开关电源是一种广泛应用于电子设备中的高效能源转换装置。
它通过将输入电信号转换为高频信号并进行调制，然后进行变换、整流和滤波，最终输出所需的电压或电流。
开关电源因其高效、稳定、可靠的特点，在电子行业中得到了广泛应用。
本文将对开关电源的工作原理、优势和注意事项进行探讨。
一、工作原理开关电源的工作原理主要包括：输入滤波、整流、变压、调制、输出滤波与稳定等步骤。
首先，将市电通过输入滤波电路进行滤波处理，消除电网中的噪声和干扰。
然后，进行整流工作，将交流信号转化为直流信号。
接下来，通过变压器将直流电压变换为所需的电压级别，以满足不同设备对电力要求的不同。
在变压之后，利用调制技术将电信号转换为高频信号，并将其输出至开关管。
最后，在输出端进行滤波和稳定处理，以提供高质量的直流电源。
二、优势1. 高效性：开关电源采用高频调制技术，能够提高能源转换效率。
相比传统的线性电源，开关电源具有更低的功耗和能耗，从而能够更好地满足节能环保的要求。
2. 稳定性：开关电源通过反馈控制的方式，能够实时监测输出电压或电流，并根据需求进行调整，以保证输出能够稳定在预定范围内。
这种稳定性可以有效地避免电压和电流的波动对设备的损坏和工作质量的影响。
3. 尺寸小：开关电源采用了先进的电子元器件和高密度的电路设计，因此其体积相对较小。
这一点在电子设备越来越小型化的今天尤为重要。
尺寸小的开关电源可以更好地适应各种空间应用的需求。
4. 可靠性：开关电源由于采用了先进的技术和材料，具有较高的可靠性。
其在各种环境条件下均能正常工作，而且寿命长。
这使得开关电源在工业自动化、通讯设备、医疗器械等领域得到了广泛应用。
三、注意事项1. 散热：开关电源因为高效能，所以产生的热量较多。
因此，必须做好散热工作，确保开关电源的温度在正常范围内。
可以通过散热片、风扇等方式进行散热。
2. 电磁兼容：开关电源中会产生较强的电磁干扰，因此需要做好电磁兼容工作，以避免对其他设备产生干扰。
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开关电源高频变压器问题总结
1.怎么确定高频变压器需要的型号？
一般根据AP值法，由变换器的工作频率、额定功率、铁芯型号来确定所需要的AP值，根据AP值来选择需要的骨架与铁芯。
2.如何确定变比和匝数？
高频变压器的变比是由变换器输出电压的大小决定，由于输入电压存在一个波动范围，通常我们要选取一个临界变比（升压时输入电压最小的最大变比、降压时输入电压最大的最小变比）。
然后根据一次侧或者二次侧计算出的匝数来确定整体匝数。
大部分情况匝数是非整数，这时候需要按照对变比影响最小的匝数向上取整。
3.漏感对变压器与变换器的影响？
在实际变压器中，如果初级磁通不全部匝链次级就产生了漏感。
漏感是一个寄生参数。
以单端变换器为例，功率开关由导通状态转变为断开时，漏感存储的能量就要释放，的有时产生很大的尖峰电压，造成电路器件损坏和很大的电磁干扰，并恶化了效率。
虽然在电路中可增加缓冲电路抑制干扰和能量回收，但首先在磁芯选择、绕组结构和工艺上尽可能减少漏感。
4.集肤效应与邻近效应有何影响？
集肤效应：集肤只存在于高频交流电路之中，使得电流不均匀分布于流进的导体，而只分布于导体接近边缘的一侧（集肤深度）。
集肤深度与频率有关，并且与频率的开根号成反比。
邻近效应：两根导体流进方向相反的高频电流，由于相互磁场的作用，使得电流只从导体间的内侧流过。
影响：使导体的有效截面积减小，增大了交流电阻，增加了铜损，使得变压器发热。
5.如何正确的绕制变压器？
最高输出功率的次级线圈应当与初级线圈紧耦合。
避免低功率线圈处于初级与高功率次级间的高磁场强度区。
（尽可能近的接触耦合）。