(设计工具)高频变压器的计算工具

变压器基本参数黄色是要输入的参数

步骤一

输入电压Ui:Uimin=102V Uimax=375

输出电压Uo:Uo1=9V Uo2=

输出电流Io:Io1=2A Io1=

开关频率fs:65K

允许的最大损耗(绝对）：2W

最大温升:40℃

冷却方式：自然通风是强迫通风否

步骤二

极限占空比Dlim：0.47

额定占空比Dmax:0.42(最低输入电压时保证的最大占空比，比极限占空比留有5%的裕额定伏秒值：Uimin*Dmax:42.84V(当输入电压在变化，初级伏秒值不变）极限伏秒值：Uimax*Dlim:176.25V(保证在极限伏秒值，也不会出现饱和现步骤三

次级绕组输出电压值：Uo1=9.4V次级1管压降和次级绕组内阻压降IR：

Uo2=0V次级2管压降和次级绕组内阻压降IR：

Uo3=0V次级3管压降和次级绕组内阻压降IR：

步骤四

计算希望匝比：

正激时，n=N1/NP=Ui*D/Uo 4.557447可以取整为：8

反激时，n=Ui*D/[Uo*(1-D)]7.857667或者取：8

半桥时，n=N1/NP=Ui*D/2Uo 2.278723

根据电路的工作频率和输出功率，用比损耗来确定磁芯摆幅

比损耗100mW/cm3经验值取：100～200mW/cm3

(只要确定了工作频率和比损耗，在不同的磁芯材料中，就可确定磁芯摆辐，

查表，可以确定了磁芯摆幅为△B：0.15T

步骤五

窗口和截面积的积AP=Aw*Ae=Vi*Irms*D/(f*△B*K*J)其中K为窗口填充系数，J为电流密度

经验公式：AP=(Po/(K*△B*f))4/3cm40.06712cm4

结构系数K的取值：0.014正激、推挽中心抽头

全桥、半桥

根据上面的AP值，查变压器的规格书，可以找出合适的变压器磁芯

步骤六

找到磁芯后，查表确定以下参数：

有效截面积：0.56cm2体积： 3.48cm3有效磁路长度：

骨架内径： 1.09cm骨架外架： 1.75cm平均匝长lav

步骤七

变压器热阻R T：=800/(22*AW)64.9350649℃/W

根据最大温升△T,计算允许的损耗：Plim=△T/RT0.616W《

假定磁芯和线圈损耗各一半，即P clim=0.308P wlim=0.308

步骤八

确定损耗限制的磁通变化量△B:0.18T（限制的峰什磁通密度变化量△B，是查计算磁芯单位体积CM3损耗：88.5057471mW/cm3再一次重新查表以确定磁通变化

步骤九

计算次级匝数：N2=(UO*Ts)/△φ=14.3467643匝取整数匝14

半格电路时：N2=(UO*Ts)/2*△φ=7.17338217匝

说明：如果取1匝，将大大增加了伏/匝、磁感应变化量和磁芯损耗。如果取2匝，减少了磁

步骤十

重新计算取整后磁感应变化量和损耗：△B=0.184458T左值重新代入磁芯损耗曲线图

（查表记得把左值除以2才行

磁芯最新的损耗值为：PC=382.8mW

步骤十一

计算初级匝数：（匝比大，峰值电流低，占空比大，铜损耗大）

由步骤四的决定值，试算得到最发的选择是N1=112

重新计算额定的伏秒值UiD和最坏情况下的UimaxDlim条件：

UiD=n*UO=75.2V

△Blim=0.432324T(满足

步骤十一

计算工作频率下时的穿透深度

△=7.6/(f1/2)=0.02980965cm

步骤十二

在Uinmin和Dmax(在步骤十一），根据公式计算每个线圈的直流和有效值交流电流：

I2dc=Io*Dmax= 1.4745098A左边的初级电流值，反激因为

半桥是因为输

I2ac=I2dc*((2D*(1+2D))1/2= 2.816541A

I1dc=I2dc/n=0.18431373A如果初级用两绕组并联运行，电流为一

I1ac=I2ac/n=0.35206763A如果初级用两绕组并联运行，电流为一步骤十三

确实初级线圈

对于每层相互叠绕直径为d的圆导线，有效层厚度为导线直径的0.83倍。如果

选择绕制的层数和线径：层数1

线径0.75mm每层最大带绝缘的导线直径为有效层厚度H= 0.866d*(d/d')1/2=0.606542mm

Q=H/△= 2.034715

查FR/Q表格，如果绕制1层，可以得出：F R=R ac/R dc的比值，该值不能大于1.5

F R= 3.5如果左边值，大于1.5以上，表明交流损耗大，小

单层的直流电阻：RDC=(Ω/cm)*lcp*Ns=0.304625Ω

交流损耗为:I1ac2*R ac=I1ac2*(F R*R dc)=0.033039W

步骤十四

确定次级线圈

计算方法跟初级一样

选择绕制的层数和线径：层数1

（次级采用铜带）铜带厚度 1.3mm每层最大带绝缘的导线直径为

铜带宽度13mm

有效层厚度H= 0.866d*(d/d')1/2= 1.384152mm

Q=H/△= 4.361004

查FR/Q表格，如果绕制1层，可以得出：F R=R ac/R dc的比值，该值不能大于1.5

F R=7.5如果左边值，大于1.5以上，表明交流损耗大，小单层的直流电阻：RDC=(Ω/cm)*lcp*Ns/s=0.00085Ω

交流损耗为:I1ac2*R ac=I1ac2*(F R*R dc)=0.050545W

总的次级损耗：0.05239234W

线圈初次级总耗：0.12364452W

变压器总损耗：0.50644452W

计算的结果为经验参数

V(左边输入的电压值必须是输入大电解上面的电压值）

V Uo3=V等等

A Io1=A等等

空比，比极限占空比留有5%的裕量）

电压在变化，初级伏秒值不变）

极限伏秒值，也不会出现饱和现象）

绕组内阻压降IR：0.4V

绕组内阻压降IR：V

绕组内阻压降IR：V

（根据左边计算结果定）

摆辐，越好的磁芯，相同的比损耗，摆辐越大）

窗口填充系数，J为电流密度

(左边的计算，是根据窗口系数为0.4，电流密度为4.2A/mm2来计算的）

0.014

0.017

有效磁路长度： 6.2cm窗口面积AW:0.56cm2

长lav 4.4588cm

计算的AP值0.3136cm4

要小于最大损耗：2W不然要重新计算

峰什磁通密度变化量△B，是查表值的2倍）

新查表以确定磁通变化0.09T

匝（由于△φ计算时，采用了△B的2倍计算，所以分子式中时间为一个周期的时间）芯损耗。如果取2匝，减少了磁芯损耗，但是增加了线圈损耗。

左值重新代入磁芯损耗曲线图中，查找最新损耗值：110mW/cm3

记得把左值除以2才行，因为左值是个峰值）

0.3828W

匝取整数匝112匝即变比为：N=8

和有效值交流电流：

左边的初级电流值，反激因为峰值功率大了一倍，所以电流也要增加一倍，

半桥是因为输入电压减少一半，所以电流也增加一倍，其它正激，推挽，全桥是跟左边一样的。

用两绕组并联运行，电流为一半：0.092157A

用两绕组并联运行，电流为一半：0.176034A

。如果圆导线层间有间隙，有效层厚度为0.83d*(d/s)1/2d为导线直径，S为导线中心距

大带绝缘的导线直径为：0.86mm（变压器骨架窗口总宽度/每层匝数）

比值，该值不能大于1.5

，表明交流损耗大，小于1.5表明直流损耗大100℃时铜线的电阻率为：0.61直流损耗为I1dc2*R dc=0.002587W因为是两线组并联所以初级总的直流损耗为：

因为是两线组并联所以初级总的直流损耗为：0.066078W

初级线圈总损耗：0.071252W

每层最大带绝缘的导线直径为：0.86mm（变压器骨架窗口总宽度/每层匝数）

比值，该值不能大于1.5

，表明交流损耗大，小于1.5表明直流损耗大100℃时铜带的电阻率为：0.0023直流损耗为I1dc2*R dc=0.001847W

期的时间）

mΩ/cm

的直流损耗为：0.005174W

mΩ/cm