变压器参数计算

本电源设计拟采用UC3845电流控制型芯片开关电源。

电源数量：

1.±150V，

2．两路+12V

3.+5V

4.+3.3V

5.+1.8V

6.-12V

其中1.2.3.6之间需要互相隔离。3.6之间可以不隔离。

每路功耗分析

1、±150V要求电流最大不超过30Ma,故该路路最大功率P1=150*0.03=4.5W。

2、两路+12V相同，只是要互相隔离，每路功率为0.6W,故P2=0.6*2=1.2W。

3、第3路+5V主要为系统控制部分供电，其第4路和第5路均由第3路而来。为保证可靠性并为以后升级留下余量，电源系统 1.8V能够提供的电流大于300mA;整个系统在3.3V上消耗的电流与外部条件有很大的关系，这里假设不超过200ma,故3.3V电源能够提供600ma电流电流即可。与3.3V连接的外设有：液晶的部分接口；外部RTC接口；键盘接口，ADC接口；其他如指示灯，蜂鸣器，看门狗等。故P3=1.8*0.3+3.3*0.6=2.52W。

4、从+5V到+3.3V和+1.8V通过LEO芯片（SPX1117或者LM1117），这两个芯片要消耗一定的功耗。从+5V到+1.8V压降 3.2V，电流为0.3A，故P5-1.8=3.2*0.3=0.96W，从+5V到 3.3V压降为 1.7V，电流为0.6A，故P5-3.3=1.7*0.6＝1.02W。所以P4=0.96+1.02=1.98W。

5、液晶主要有+5V和-12V供电，功耗P5为两片SED1520功耗2*0.25＝0.5W，还有背光电源的功耗，估算为0.25W,故P5＝0.5+0.25＝0.75W。

从以上分析来看，系统总的最大功耗

Pmax=P1+P2+P3+P4+P5=4.5+1.2+2.52+1.98+0.75=10.95W＝11W。

所以最后需要的电源：

1、±150V/0.03A

2、两路+12V/0.05A

3、+5V/1A

4、-12V/0.07A

高频变压器设计

方法一

高频变压器的设计是研制单片开关电源的关键技术。根据要求直流输入电压

的范围是9～21V ，最大占空比为0.48，工作频率f=140KHz,%70=η，输出端二极管压降D V =1V 。则

K ＝Vsmax/Vsmin=16/9=1.78

min D ＝max D /[(1-max D )K+max D ]＝0.34

则：

1）、算原边绕组流过的峰值电流p I 利用公式m a x

02D V P I S p =，假设直流波纹0.1V,设反激变压器最大占空比max D ≤0.48,代入上式得p I ＝

A 86.248.016112=⨯⨯。 2）、计算原边绕组的电感值

设计中取max D ＝0.65,由式p

s s s p I T D V L m a x m i n =，假设电压s V 波动下限为1％，V V s 91.8)01.01(9=-⨯=,则p L ＝

mH 011.01014086.248.091.83=⨯⨯⨯; 3）、选择磁心尺寸

计算磁心面积乘AP 。AP 为Aw(磁心窗口面积)和Ae （磁心有效截面积）的乘积。如果原边绕组的线径为W d ,带绕组的磁芯所占得AP 值表示为P AP ,可以按照下式计算

48

210)33.6(cm B

d I L AP W P P P ∆= 式中S B B 2

1=

∆，表明工作磁感应强度变化值取饱和值S B 的一半。在这里我们选定铁氧体材料的E-E 磁心，C 100时S B ＝3000Gs 。S S G B B 150030002121=⨯=∆磁心有效截面积22025.045.045.0cm cm cm A e =⨯=，磁心窗口面积2575.015.15.0cm cm cm A W =⨯=。

我们选择导线时确定电流密度值为400cm/A ，则通过2.86A 电流时需要的圆密耳为2.86A*400cm/A=1144cm 。所以我们选择AGW19#，其直径最大为0.0391英寸。所以将W d ＝0.0391代入上式得

4482302.0101500

)0391.086.210011.033.6(cm cm AP P =⨯⨯⨯⨯⨯=- 占窗口大部分面积的是副边绕组（因电流大，导线多股等原因）和绝缘材料，一般P AP 只有AP 的（1/4～1/3）以下，取

P AP

＝0.25AP ，所以404.002.044cm AP AP P =⨯== 而我们选定的E-E 磁心与线圈骨架乘积为

4221164.02025.0575.0cm cm cm A A e W =⨯=

0.1164>0.04，选取此型号磁心与线圈骨架满足要求。

4）、计算应留出的空气隙

由于反激工作模式是单向激磁，为防止磁饱和应加气隙。气隙有较大的磁阻，而且能量是储存在气隙所构成的体积中，用下式可以算得

cm cm B Ae I L l p

p g 025.010********.086.210011.04.0104.082238

22

=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆=-ππ 因此硬在磁心中心柱打磨出0.025cm 或在磁心两外测心柱各打磨出0.0125cm ，在这个基础上在进行调整。也可以选取已有气隙相近的磁心，并直接进行调整。

5）、原边绕组匝数计算 用4.1086

.24.0025.015004.0=⨯⨯=∆=ππp g

I Bl Np 匝 或4.101500

2025.086.210011.03=⨯⨯⨯=∆=-B A I L N e P P P 匝 所以取P N =11匝

6）副边绕组匝数计算

按照输入最小电压(min)S V ，导通占空比最大，使用下算得各副边绕组的匝数, max max min )1)((D Vs N D V V N p

D o s -+=

1.±150V

20248

.091.811)48.01)(1150(=⨯⨯-+=S N 匝 2．两路+12V

4.1748

.091.811)48.01)(112(=⨯⨯-+=S N 匝，取17匝