(整理)变压器详细计算开关电源3

开关电源高频变压器AP法计算方法开关电源的高频变压器在设计和计算时，常采用AP法（Amplitude and Phase Method），即幅相法。

该方法可以使计算过程更简洁，且准确度较高。

以下是使用AP法计算开关电源高频变压器的方法及步骤。

1.确定设计要求：- 输入电压：Vin- 输出电压：Vout- 输出功率：Pout- 输入频率：Fin- 输出频率：Fout-漏感相对占空比：D-反馈变压器线匝比：Np/Ns2.计算输出电流：输出电流Iout = Pout / Vout3.计算输入电流：输入电流Iin = Pout / Vin4.计算变压器线圈匝数：输入线圈匝数Np = Ns * Vin / Vout5.设计漏感：选择适当的漏感系数k，一般为0.3到1之间。

漏感Lp = k * (Np)^2 / Fin6.计算变压器参考电流：变压器参考电流Ir = Iout * Vin / Vout7.计算变压器参考电压：变压器参考电压Ur = Vout * (1 - D) * (Ns / Np)8.计算变压器的磁链：变压器的磁链Br = Ur / (Fout * A)其中，A为变压器的有效截面积，可根据铁心截面积和线圈层数来计算。

9.根据设计选取合适的磁芯材料：根据计算得到的磁链值Br，选择合适的磁芯材料，常见的磁芯材料有硅钢片、氧化锌和磁性体等。

10.计算变压器的磁芯截面积：由所选磁芯材料的B-H曲线，可以得到磁芯的饱和磁感应强度Bs，通过Ur和Fout的大小关系判断是否选择合适的磁芯尺寸。

11.计算变压器的线圈电流密度：线圈电流密度Jc=Ir/Ap其中，Ap为变压器的有效截面积。

12.计算变压器的线圈匝数：输出线圈匝数Ns = Ap * Jc / (2 * Iout)13.计算输入电压的有效值：输入电压的有效值Vin_rms = Vin / sqrt(2)14.计算输入电流的有效值：输入电流的有效值Iin_rms = Iin / sqrt(2)15.计算变压器的有效值电流密度：有效值电流密度J_rms = Iin_rms / Ap16.计算输入线圈匝数：输入线圈匝数Np = Ap * J_rms / (2 * Iin_rms)17.验证设计结果：使用计算得到的变压器参数进行实际设计和模拟验证，根据设计要求进行调整。

开关电源的设计及计算1.先计算BUCK 电容的损耗（电容的内阻为R buck 假设为350m Ω，输入范围为85VAC~264VAC,频率为50Hz ，P OUT =60W,V OUT =60W ）：电容的损耗：P buck =R buck *I buck,rms 2I buck,rms =I in,min1**32−cline t F t c :二极管连续导通的时间t c =linelineF VpeakV e F **2)min(arcsin *41π−=3ms其中：V min =linein ch in in in F C D P V V *)1(***2min ,min ,−−V peak =2*V in,min其图中的T1就是下面公式中t c或：V min =η*)*21(**2**2min ,min ,in c line o in in C t F P V V −−所以(假设最低输入电压时，输入电流=0.7A)：I buck,rms =I in,min1**32−cline t F =0.7*13*50*32−=1.3A P buck =350m*1.32=0.95W第一步计算电容损耗是为了使用其中的t c 值,电容的容量一般通用范围选2~3μ/W ，固定电压为1μ/W2.输入交流整流桥的计算(假设V TO =0.7V,R d =70m Ω)在同一个时间内有两个二极管同时导通，半个周期内两个二极管连续导通I d,rms =c line in t F I **3min ,=m3*50*37.0=1.04AP diodes =2*(V TO *2min ,in I +R d *I d,rms 2)=2*(0.7*27.0+70m*1.042)=640mW 一个周期内桥堆损耗为:P BR=2*P diodes =2*640m=1.28W桥堆功耗超过1.5W 时，我个人认为应加散热器（特别是电源的使用环境温度较高时）变压器和初级开关MOS ：反激式开关电源有两种模式CCM 和DCM ，各有优缺点。

根据技术指标的要求，输入功率约为62.5W，则原边峰值电流为:Ipk=2Po/(Vin(max)Dmax)=0.69A (1)式中：Po为输出功率，50W；Vin(max)为交流电压的最大值(取240V)经过整流后得到的直流电压的数值，取288V；Dmax为最大占空比，取0.5。

变压器的初级电感量为:Lp=Vin(max)×Dmax/(Ipk×f)=4.02 mH (2)式中：Vin(max)为交流电压的最小值(取185V)经过整流后得到的直流电压的数值，取222V；Dmax为最大占空比，取0.5；f为工作频率，40 kHz。

利用AP法选择最小尺寸的磁芯Ae×Ac=Lp×Lpk×106/(j×Ke×Kc×△Bmax ) = 15.7×103mm4 (3)式中：Lp为前面计算的变压器初级电感量；Ipk为原边峰值电流；j为电流密度(A/mm2 )，这里取为3；Ke为铁芯截面有效系数，选用铁氧体铁芯，Ke=0.98；Kc为铁芯窗口的有效利用系数，取0.3；△Bmax为磁通密度的最大变化量，取0.2据此可选EI33型磁芯，其Ae=9.7×12.7=123.19mm2,Ac=7.3×19.2=140.16mm2(其Ae×Ac=17.3×103mm4)导线截面积为Sx=Iin(max)/j=0.28/3=0.09 mm2 (4)可选择直径为0.41 mm的漆包线。

初级匝数为:Np= Vs×ton/(△Bac×Ae)=123 (5)式中：Vs为原边所加的直流电压的平均值，取264V；ton为最大占空比下的开通时间，为1.2×12.5×10-6s。

次级匝数为Ns=Np×U2/U1=24.6，取25。

式中：U2/U1为变压器原副边的电压比，根据经验数值以及所选开关管的耐压值(500 V)，设定原副边的电压比为5：1)。

RCC方式电源变压器设计计算方法在RCC設計中,一般先設定工作頻率,如為50K,然後設定工作DUTY在90V入力,最大輸出時為0.5假設設計一功率為12V/1A1. 最大輸出電流為定格電流的1.2~1.4倍,取1.3倍.2. 出力電力Pout = V out × Iout = 12V×1.3A = 15.6W3. 入力電力Pin = Pout/∩=22.3W(RCC效率∩一般設在65%~75% , 取70%)4. 入力平均電流Iin=Pin/Vdc(INmin)=22.3/85*1.2=0.22( Vin(DCmin) = Vac(Inmin)×1.2)5. T=1/swF=1/50K=20uS Ton=Toff=10uS6. Ipk=Iin入力平均電流*2/DUTY=0.22*2/0.5=0.887. 一次側電感量Lp=Vin(DCmin)*Ton/Ipk=102*10/0.88=1159uH取1160uH8. 選擇磁芯,根据磁芯規格,選擇EI28. Ae=0.85CM^2 動作磁通=2000~2800取2000(當然,這是很保守的作法)9. Np=Ipk*Lp*K/Ae*▲Bm=(0.88*1160*100)/(0.85*2000)=60Ts10. Ns=(Vout+Vf)*Np/Vin(DCmin)=7.6 取8Ts11. 輔助電壓取5V(電晶體) 如功率管使用MOSFET則應設為11V12. Vin(DCmin)/Np=Vb/Nb----Nb=2.94 取3Ts故變壓器的構造如下:Lp=1160uHNp=60TsNs=7TsNb=3Ts以上采用三明治繞法:三明治繞法詳解:所謂三明治就是夾層繞法,因結構如同三明治一樣,所以叫三明治繞法.通常會有兩種繞法:1. 一次側平均法,就是a.最底層繞上一半的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的另一半.d.再繞Vcc. 最常用的做法還會在二次側上下兩層各加一銅箔或繞線屏蔽.在小功率上會起到Y電容的效果,所以說在小功率上有些人說可以不用Y電容,其實在整體成本上沒有太大的差別.2. 屏蔽繞法, 就是a.最底層繞上與二次相同的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的其它圈數.d.再繞Vcc. 這種方式很少加屏蔽.當然還有很多種不同的配對方式.但基本原理是一樣的.三明治的真正用意就是減小漏感,人為的在一次與二次之間加上一個寄生電容.用三明治繞法不可以短路为什么？(短路指输出短路保护) 设计参数选取有问题。

开关变压器第三讲变压器线圈电感量计算..在开关电源电路设计或电路试验过程中，经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算，以便对电路参数进行调整和改进。

下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考在进行电路计算的时候，一般都采用SI国际单位制，即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积，即：，其中相对导磁率是一个没有单位的系数，真空导磁率的单位为H/m。

1、圆截面直导线的电感圆截面直导线如图2-32所示，其电感为：2、同轴电缆线的电感同轴电缆线如图2-33所示，其电感为：3、双线制传输线的电感双线制传输线如图2-34所示，其电感为：4、两平行直导线之间的互感两平行直导线如图2-34所示，其互感为：5、圆环的电感5、矩型线圈的电感矩形线圈如图2-36所示，其电感为：6、螺旋线圈的电感螺旋线圈如图2-37所示，其电感为：7、多层绕组线圈的电感多层绕组线圈如图2-38所示，其电感为：【说明】上式是用来计算多层线圈绕组、截面为圆形的空心线圈的电感计算公式。

长冈系数k可查阅表2-1，系数c可查阅表2-2。

当线圈内部有磁芯时，有磁芯线圈的电感是空心线圈电感的倍，是磁芯的相对导磁率。

相对导磁率的测试方法很简单，只需把有磁芯的线圈和空心线圈分别进行测试，通过对比即可求出相对导磁率的大小。

8、变压器线圈的电感变压器线圈如图2-39所示，其电感为：【说明】上式是用来计算变压器线圈电感的计算公式。

由于变压器铁芯的磁回路基本是封闭的，变压器铁芯的平均导磁率相对来说比较大。

铁芯的导磁率一般在产品技术手册中都会给出，但由于大多数开关电源变压器的铁芯都留有气隙，留有气隙的磁回路会出现磁场强度以及磁感应强度分布不均匀，因此，（2-108）式中的导磁率只能使用平均导磁率，技术手册中的数据不能直接使用。

在这种情况下，最好的方法是先制作一个简单样品，例如，在某个选好的变压器铁芯的骨架上绕一个简单线圈（比如匝数为10），然后对线圈的电感量进行测试，或者找一个已知线圈匝数与电感量的样品作为参考。

【很完整】⽜⼈教你开关电源各功能部分原理分析、计算与选型1 开关电源介绍此⽂档是作为张占松⾼级开关电源设计之后的强化培训，基于计划安排，由申⼯讲解了变压器设计之后，在此⽂章中简单带过变压器设计原理，重点讲解电路⼯作原理和设计过程中关键器件计算与选型。

开关电源的⼯作过程相当容易理解，其拥有三个明显特征：开关：电⼒电⼦器件⼯作在开关状态⽽不是线性状态⾼频：电⼒电⼦器件⼯作在⾼频⽽不是接近⼯频的低频直流：开关电源输出的是直流⽽不是交流也可以输出⾼频交流如电⼦变压器1.1 开关电源基本组成部分1.2 开关电源分类：开关电源按照拓扑分很多类型：buck boost 正激反激半桥全桥 LLC 等等，但是从本质上区分，开关电源只有两种⼯作⽅式：正激：是开关管开通时传输能量，反激：开关管关断时传输能量。

下⾯将以反激电源为例进⾏讲解。

1.3 反激开关电源简介反激⼜被称为隔离buck-boost 电路。

基本⼯作原理：开关管打开时变压器存储能量，开关管关断时释放存储的能量反激开关电源根据开关管数⽬可分为双端和单端反激。

根据反激变压器⼯作模式可分为CCM 和DCM 模式反激电源。

根据控制⽅式可分为PFM 和PWM 型反激电源。

根据驱动占空⽐的产⽣⽅式可分为电压型和电流型反激开关电源。

我们所要讲的反激电源精确定义为：电流型PWM 单端反激电源。

1.4 电流型PWM 单端反激电源此类反激电源优点：结构简单价格便宜，适⽤⼩功率电源。

此类反激电源缺点：功率较⼩，⼀般在150w 以下，纹波较⼤，电压负载调整率低，⼀般⼤于5%。

此类反激电源设计难点主要是变压器的设计，特别是宽输⼊电压，多路输出的变压器。

2 举例讲解设计过程为了更清楚了解设计中详细计算过程，我们将以220VAC-380VAC 输⼊，+5V±3%（5A），±15±5%（0.5A）三路共地输出反激电源为例讲解设计过程。

提出上⾯要求，选择思路如下：提出上⾯要求，选择思路如下：电源总输出功率P=5*5W+15*0.5*2=40W 功率较⼩，可以选择反激开关电源。

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。

【最新整理，下载后即可编辑】开关电源变压器设计1.前言2.变压器设计原则3.系统输入规格4.变压器设计步骤4.1选择开关管和输出整流二极管4.2计算变压器匝比4.3确定最低输入电压和最大占空比4.4反激变换器的工作过程分析4.5计算初级临界电流均值和峰值4.6计算变压器初级电感量4.7选择变压器磁芯4.8计算变压器初级匝数、次级匝数和气隙长度4.9满载时峰值电流4.10 最大工作磁芯密度Bmax4.11 计算变压器初级电流、副边电流的有效值4.12 计算原边绕组、副边绕组的线径，估算窗口占有率4.13 计算绕组的铜损4.14变压器绕线结构及工艺5.实例设计—12W Flyback变压器设计1. 前言◆反激变换器优点：电路结构简单成本低廉容易得到多路输出应用广泛，比较适合100W以下的小功率电源◆设计难点变压器的工作模式随着输入电压及负载的变化而变化低输入电压，满载条件下变压器工作在连续电流模式( CCM )高输入电压，轻载条件下变压器工作在非连续电流模式( DCM )2. 变压器设计原则◆温升安规对变压器温升有严格的规定。

Class A的绝对温度不超过90°C；Class B不能超过110°C。

因此，温升在规定范围内，是我们设计变压器必须遵循的准则。

◆成本开关电源设计中，成本是主要的考虑因素，而变压器又是电源系统的重要组成部分，因此如何将变压器的价格，体积和品质最优化，是开关电源设计者努力的方向。

3. 系统输入规格输入电压：Vacmin~ Vacmax输入频率：fL输出电压：Vo输出电流：Io工作频率：fS输出功率：Po预估效率：η最大温升：40℃4.0变压器设计步骤4.1选择开关管和输出整流二极管开关管MOSFET:耐压值为Vmos输出二极管:肖特基二极管最大反向电压VD正向导通压降为VF4.2计算变压器匝比考虑开关器件电压应力的余量(Typ.=20%) 开关ON ： 0.8·V D > V in max / N + V o开关 OFF ： 0.8·V MOS > N ·( V o + V F ) + V in max 匝比 ： N min < N < N max4.3 确定最低输入电压和最大占空比输入滤波电容：2µF~3µF/W 最低输入电压 ( 假设tc=3ms )V in min =√(√2V VV VVV )2−2 × V VV ( V2 − V V )V VV最低输入电压，最大功率时，占空比最大D maxD max = V ∙ ( V V + V V )V ∙ ( VV + V V ) + V VV VVV4.4 反激变换器的工作过程分析低输入电压时，负载从轻载到重载，变压器经历从DCM →BCM →CCM 的过程高输入电压时，负载从轻载到重载，变压器一直工作在DCM4.5 计算初级临界电流均值和峰值按照最小输入电压，最大输出功率(Pomax)的条件计算 P o = 1/3P o max 时，变换器工作在BCM P o < 1/3P o max 时，变换器工作在DCM P o > 1/3P o max 时，变换器工作在CCMBCM 模式下，最小输入电压时的平均输入电流I in-avg =13∙ V VV V VV VVV变压器初级临界电流峰值 ∆I p1 = I pk1 =2 × V VV −VVVV VVV4.6 计算变压器初级电感量最低输入电压，BCM 条件下，最大通时间T on max = 1V V× D max变压器初级电感量Lp = V VV VVV × V VV VVV∆V V14.7 选择变压器磁芯基于输出功率和开关频率计算面积乘积，根据面积乘积来选择磁芯AP p = V V × 1062 × V × V V × V V × V V × V V × VKo 是窗口的铜填充系数：取Ko=0.4Kc 是磁芯填充系数；对于铁氧体磁芯取Kc=1Bm是变压器工作磁通密度，取B m≤12VVVVj是电流密度，取j = 4.2A/mm2考虑绕线空间，尽量选择窗口面积大的磁芯，查表选择Aw和Ae4.8 计算变压器初级、次级匝数、辅助绕组匝数和气隙长度初级绕组的匝数N p = V in min × t on maxA e ×B m×108增加或者减小匝数只会分别引起磁芯损耗减小或增加在100kHz条件下，损耗与B2.86成正比，匝数减小5%会使磁芯损耗增加15%次级绕组匝数N s = N p / N辅助绕组匝数N cc = ( V cc + 1 ) ×N s / ( V o+ V F )气隙长度: l g = 0.4V × V V × V2V V4.9 满载时峰值电流CCM 时，T on max 固定不变输入电压不变，BCM 的T on max 等于CCM 的T on max T on max 内，电感电流线形上升增量 ∆I p1 =V VV VVV × V VV VVVV V= ∆I p2低输入电压，满载条件下 P o = 12×η× L p × (I 2pk2 – I 2pk0 ) × f s 变压器初级峰值电流 I pk2 = V V / VV VV VVV × V VVV+∆V V224.10 最大工作磁芯密度B maxB max =V V × V VV2V V × V V×108 < B sat如果B max <B sat ，则证明所选择的磁芯通过，否则应重新选择 4.11 计算变压器初级电流、副边电流的有效值梯形波电流的中值 ：I a = I pk -∆V2电流直流分量 ：I dc = D max × I a电流有效值 ： I prms = I a √V VVV电流交流分量 ：I ac =I a √V VVV (1−V VVV )4.12 计算原边绕组、副边绕组的线径，估算窗口占有率 导线的横截面积自然冷却时，一般取电流密度 j = 4A / mm 2初级绕组：Sp = Iprms( A ) / 4 ( A / mm2 )副边绕组：Ss = Isrms( A ) / 4 ( A / mm2 )线径及根数集肤深度δ= 6.61 / √V V cm导线线径不超过集肤深度的2倍，若超过集肤深度，则需多股并绕根据安规要求考虑加一定宽度的挡墙窗口占有率K0A w≥N p ×V×V V2+ N s ×V×V V2+ N cc ×V×V VV24.13计算绕组的铜损根据导线的电阻和集肤深度，确定每个绕组的铜损耗总损耗一定要小于预算损耗，温升经验公式∆T ≈800 × V VVVV34 × √V V×V V4.14变压器绕线结构及工艺骨架的选取：累计高度、宽度绕法：初级和次级交错式(三明治)绕法：漏感小5. 设计实例—12W开关电源变压器设计5.1系统输入规格输入电压：90Vac~265Vac输入频率：50Hz 输出电压：12V 输出电流：1.0A 输出功率：Po=12W 开关频率：50kHz 预估效率：0.75输入最大功率：Pin=16W 变压器最大温升：40℃5.2 开关管MOSFET 和输出整流二极管 开关管MOSFET 耐压: V mos =600V输出二极管：反向压降V D =100V ( 正向导通压降V F =0.5V )5.3计算变压器匝比0.8 ∙ V D > V in max / N + V o → 0.8 × 100 > 375 / N +120.8 ∙ V mos > N ∙ ( V o + V F ) + V in max → 0.8 × 600 > N × ( 12 + 0.5 ) +3755.5 < N < 8.4取 N = 65.4 最低输入电压和最大占空比 选择C in =22µF 最低输入电压：V in min = √(√2V VV VVV )2−2 × V VV ( V2 − V V )V VV= √1272− 2 ×16 ×7 × 10−322 × 10−6≈77V最大占空比 ：Dmax = V ∙ (V V + V V )V ∙ ( VV + V V )+ V VV VVV= 6 × 12.56 ×12.5+77 = 0.495.5 计算初级临界电流均值和峰值I in-avg = 13∙ V VV VVV VVV= 163 ×77 = 0.07 A∆I p1 = I pk1 =2 × V VV −VVVV VVV=2 ×0.070.49= 0.285 A5.6最大导通时间和初级电感量 最大导通时间 ： T on max =1V V× D max = 9.8 VV变压器初级电感量 ： L p =V VV VVV ×V VV VVV∆V V1=77 ×9.8 × 10−60.285≈ 2.7mH5.7 变压器磁芯面积AP p =12 × 1062 ×0.75 ×0.42 × 50 × 103 ×1600 ×4= 0.066 cm 2( 铁氧体磁芯 B sat = 3900G , 取 B m = 1600G )查表EF20 A e = 0.335 cm 2，A w = 0.6048 cm 2AP = A w * A e = 0.202 cm 2 > 0.066 cm 25.8 变压器初级匝数、次级匝数、辅助绕组匝数和气隙长度N p =77 ×9.8 × 10−60.335 ×1600×108 = 140.7 取 N p = 140 TsN s = 140 / 6 = 23.3 Ts 取 N s = 23 TsN cc = 19 × 23 / 12.5 ≈ 35 Tsl g =0.4V ×33.5 × 14022.6= 0.2 mm5.9 满载时峰值电流、最大工作磁通密度I pk2 = VV / V VVV VVV ×VVVV +∆VV2= 1677 ×0.49 + 0.14 = 0.56 ABmax =VV ×VVV2VV ×VV=2.6×10−3 × 0.560.335 ×140×108 = 3100G < 3900G5.10 变压器初级电流、副边电流的有效值原边各电流：电流中值 I pa = 0.42A 电流有效值 I prms = 0.29A 电流直流值 I pdc = 0.20A 电流交流值 I pac = 0.208A副边各电流：电流直流值 I sdc = 1A 电流有效值 I srms = 1.38A 电流中值 I sa = 1.92A 电流交流值 I ac = 0.959A5.11 计算原边、副边绕组的线径，估算窗口占有率 线径及根数集肤深度 δ= 6.61 / √V V = 6.61 / √50 × 103 = 0.29 cm导线的横截面积：电流密度 j = 4.2~5A / mm 2初级绕组：S p =0.068mm 2→Φ0.25mm ×1P→R DC = 4.523mΩ/cm ( 100℃ ) 副边绕组：S s = 0.328mm 2→Φ0.40mm×2P→R DC = 0.892mΩ/cm ( 100℃ ) Vcc 绕组：S cc = 0.1/4.2 = 0.024mm 2 →Φ0.1mm×2P窗口占有率：0.4 × 60.48 ≥ 140 × π× 0.1252 + 23 × π× 0.22 + 35 ×π× 0.08224.2 ≥ 13.6 OK5.12 计算绕组的铜损 平均匝长 l av = 23.5 mm 各绕组绕线长度：原边 l Np = 140 × 23.5 = 329 cm 副边 l Ns = 23 × 23.5 = 54.0 cm各绕组直、交流电阻：原边R pdc =1.45Ω R pac =2.38Ω副边R sdc =0.024Ω R sac =0.038ΩVcc 绕组电流过小，忽略绕组损耗各绕组损耗：P u = 0.30W {V V = V VVVV 2× V VVV + V VVV 2 × V VVV =0.22V V V = V VVVV 2× V VVV + V VVV 2 × V VVV =0.08V5.13 计算绕组的铁损计算铁损：查磁芯损耗曲线，PC40在 ΔB = 0.15T 时为80mW / cm 3 铁损 P Fe = 80 × 1.5 = 0.12 W估算温升总损耗 P loss = 0.12 + 0.30 = 0.42 W经验公式 ∆T ≈ 34 × √33.5 ×60.48 = 22℃ < 40℃设计 OK5.14 变压器绕线结构及工艺绕线宽度高度累计查EF20 Bobbin 绕线宽度W=12.1mm ，高度H=2.9mm0.25mm ，最大外径0.275mm 每层35T ，W1=9.62mm0.40mm ，最大外径0.52mm 每层23T ，W2=11.9mm0.10mm ，最大外径0.13mm 每层35T ，W3=9.1mm(0.1mm×2P) 总高度 = 0.275×4 + 0.52 × 2 + 0.13 × 3 + 0.03 × 7 = 2.74 mm绕线结构次级→初级→次级。

开关电源反激式变压器计算公式与方法公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]原边电感量：Lp =(Dmax * Vindcmin)/ (fs * ΔIp)开关管耐压：Vmos =Vindcmax+开关管耐压裕量(一般用150V)+Vf*反激电压(Vf)的计算: Vindcmin * Dmax = Vf *（1- Dmax）原边与副边的匝比：Np / Ns = Vf / Vout原边与副边的匝比：Np / Ns = (Vdcmin * Dmax)/ [Vout * (1-Dmax)]原边电流：[1/2 * （Ip1 + Ip2）] * Dmax * Vindcmin = Pout / η磁芯：AwAe = (Lp * Ip2^2 * 10^4 / Bw * Ko * Kj) *原边匝数：Np = (Lp * Ip^2 * 10^4 )/ (Bw * Ae)气隙：lg = π * Np^2 * Ae * 10^-8 / LpLp:原边电感量, 单位：HVindcmin:输入直流最小电压,单位：VDmax:最大占空比: 取值~Fs:开关频率 (或周期T),单位：HzΔIp:原边电流变化量,单位：AVmos:开关管耐压，单位：VVf:反激电压：即副边反射电压，单位：VNp:原边匝数,单位：T)Ns:副边匝数,单位：T)Vout:副边输出电压,单位：Vη:变压器的工作效率Ae:磁芯截面积,单位：cm2Ip2:原边峰值电流，单位：ABw:磁芯工作磁感应强度，单位：T 取值~Ko:窗口有效用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为～Kj:电流密度系数，一般取395A/ cm2(或取500A/cm2)Lg:气隙长度，单位：cm变压器的亿裕量一般取150V什么是反激电压假定原副边的匝比为n，在原边开关管截止时，开关管的高压端电压为Vin(dc)+nVo, nVo即为反激到原边的电压。

开关电源变压器参数详细讲解开关电源变压器是一种用于开关电源电路中的变压器，其主要功能是通过变换输入电压的大小和输出电压的大小来实现对电源的调节和稳定。

下面将详细讲解开关电源变压器的参数。

1. 输入电压（Vin）：开关电源变压器的输入电压是指供给变压器的电源电压。

在设计开关电源时，需要根据实际需求选择适当的输入电压，通常为220V或110V。

2. 输出电压（Vout）：开关电源变压器的输出电压是指通过变压器转换后得到的电源输出电压。

输出电压的大小取决于变压器的绕组比例和输入电压的大小。

3. 额定电压（Vrated）：开关电源变压器的额定电压是指其设计和制造时所能承受的最大电压。

超过额定电压的输入电压可能会导致变压器损坏或故障。

4. 额定功率（Prated）：开关电源变压器的额定功率是指其设计和制造时所能承受的最大功率。

超过额定功率的负载可能会导致变压器过热或损坏。

5. 绝缘电阻（Rins）：开关电源变压器的绝缘电阻是指变压器绕组之间的绝缘性能。

绝缘电阻越大，变压器的绝缘性能越好，能够有效防止漏电和电击等安全问题。

6. 频率（f）：开关电源变压器的频率是指输入电源的频率。

在中国，标准的电源频率为50Hz，而在其他国家和地区可能有不同的标准频率。

7. 效率（η）：开关电源变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。

通常情况下，开关电源变压器的效率应尽可能高，以减少能量损耗和热量产生。

8. 温升（ΔT）：开关电源变压器的温升是指变压器在工作过程中产生的温度上升。

温升过高可能会导致变压器过热，甚至损坏。

9. 绝缘等级：开关电源变压器的绝缘等级是指变压器的绝缘性能，常用的绝缘等级有F、H等级。

绝缘等级越高，变压器的绝缘性能越好，能够更好地保护变压器和使用者的安全。

10. 尺寸和重量：开关电源变压器的尺寸和重量是指变压器的外形尺寸和重量。

在设计和选择开关电源变压器时，需要考虑变压器的尺寸和重量是否适合安装和使用的场所。

开关电源变压器的计算一、开关电源变压器设计的基本原理1.输出功率的计算输出功率是决定变压器尺寸和设计的重要参数。

通常，输出功率可以通过以下公式计算：Pout = Vout * Iout其中，Pout为输出功率，Vout为输出电压，Iout为输出电流。

根据实际应用需求，可以确定输出功率。

2.输入电压范围的确定输入电压范围是指变压器能够工作的最小和最大输入电压。

根据实际应用需求和电网电压标准，可以确定输入电压范围。

3.输出电压的计算根据实际应用需求，可以确定输出电压。

输出电压主要由两个因素决定：输入电压和变压器变比。

可以根据以下公式计算输出电压：Vout = Vin * N2 / N1其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，N2为输出绕组匝数，N1为输入绕组匝数。

4.变压器的体积和重量的计算根据输入电压、输出功率和输出电压，可以计算变压器的体积和重量。

变压器的体积和重量主要由以下因素决定：输出功率、变压器结构和材料等。

二、开关电源变压器设计的步骤1.确定输出功率和输出电压。

2.计算输入电压范围。

3.根据输出电压计算变压器变比。

4.根据输入和输出电压、输出功率计算变压器的体积和重量。

5.根据实际应用需求选取合适的变压器结构和材料。

6.进行变压器的电磁设计和热设计。

7.进行变压器的样品制作和测试。

三、开关电源变压器设计中需要注意的问题在开关电源变压器设计中，需要注意以下问题：1.尽可能提高变压器的效率。

通过选择合适的材料、合理设计变压器结构和优化磁路设计，可以提高变压器的效率。

2.确保变压器的温升不超过允许的范围。

通过合理选择材料和冷却措施，可以有效控制变压器的温升。

3.考虑变压器的损耗。

变压器的损耗主要包括铜损耗和铁损耗。

合理选择导线截面积和变压器材料，可以降低损耗。

4.考虑变压器的磁导弹性。

变压器的磁导弹性是指在变压器工作时，磁导率随磁场强度的变化情况。

选择合适的铁芯材料和设计合理的磁路，可以降低磁导弹性对变压器性能的影响。

1-6-3-2．正激式开关电源变压器参数的计算正激式开关电源变压器参数的计算主要从这几个方面来考虑。

一个是变压器初级线圈的匝数和伏秒容量，伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小；另一个是变压器初、次级线圈的匝数比，以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率。

关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析，这里只做比较简单的介绍。

1-6-3-2-1．正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算图1-17中，当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两端，且变压器的所有次级线圈均开路时，流过变压器的电流只有励磁电流，变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流产生的。

当控制开关接通以后，励磁电流就会随时间增加而增加，变压器铁心中的磁通量也随时间增加而增加。

根据电磁感应定理：e1 = L1di/dt = N1dф/dt = Ui —— K接通期间 （1-92）式中E1为变压器初级线圈产生的电动势，L1为变压器初级线圈的电感量， ф为变压器铁心中的磁通量，Ui为变压器初级线圈的输入电压。

其中磁通量ф 还可以表示为：ф= S×B （1-93）上式中，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），B为磁感应强度，也称磁感应密度（单位：高斯），即：单位面积的磁通量。

把（1-93）式代入（1-92）式并进行积分：（1-95）式就是计算单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），Br为变压器铁心的剩余磁感应强度（单位：高斯），Br一般简称剩磁，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），一般τ取值时要预留20%以上的余量，Ui为工电压，单位为伏。

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）。

CDQZ-5107SEHOTTKY 计算方法1、由于前面计算变压器可知：Np=82T 3Ns=13T 32、在输入电压为264Vac 时，反射到次级电压为：Vmax=264Vac*2=373V DCV SR =P S N N *Vmax =8213*373=59.5V DC 3、设次级感量引起的电压为：（VR ：初级漏感引起的电压）V RR =PS N N *V R =8213*90=14.5V DC 4、计算肖特基的耐压值：V PP =V SR +V RR +V o =59.5+14.5+12=86V DC5、计算出输出峰值电流：V SPK =D I O -12=474.011*2-=3.8A 6、由计算变压器可知：I rms =1.59A故选择3A/100V 的肖特基满足设计要求。

（因3A 的有效值为3.9A ）客户名称客户编号公司编号样品单编号日期输入范围输入电压电流CDQZ-5107MOSFET 计算方法1、由于前面计算变压器可知：Np=82T 3Ns=13T 32、输入电压最大值为264Vac ，故经过桥式整流后，得到：Vmax=264Vac*2=373V DC3、次级反射到初级的电压为：V PR =S P N N *V O =1382*12=76V DC 4、由前面计算变压器可知，取初级漏感引起的电压，V R =90V DC ，故MOFET 要求耐压值为：V DS =V max +V R +V PR =373+90+76=539V DC5、计算初级峰值电流：I rms =DF V I V in O P *** =6.0*100*88.01*82=0.227A ∴I PK =3D I rms =3473.0227.0=0.571A 6、故选择2A/600V 的MOSFET 满足设计要求，即选用仙童2N60C 。

客户名称客户编号公司编号样品单编号日期输入范围输入电压电流CDQZ5107输入及输出电容估算方法一、输入电解电容计划算方法：1、因输出电压12V 输出电流1A 故输出功率：Pour=Vo*Io=12.0V*1A=12W2、设变压器的转换效率为80%，则输出功率为12W 的电源其输入功率：Pin=Pout/效率=15%8012=W 3、因输入最小电压为90VAC ，则直流输出电压为：Vin=90*2=127Vdc故负载直流电流为：I=Vin Pin =A V acW 1182.012715=4、设计允许30V 峰一峰值的纹波电压，并且电容要维持电压的时间为半周期，即半周期的线性频率的交流电压在约是8ms 则：C=uF V t I 6.313010*8*1182.0.3==∆-实际用选择用33uF5、因最大输入电压为264Vac ，则直流输出电压为:V1=264*2=373Vdc实际选用耐压400Vdc 的电解电容,故选用47uF/400v 电解电容可以满足要求。

精心整理
原边电感量：Lp=(Dmax*Vindcmin)/(fs*ΔIp)
开关管耐压：Vmos=Vindcmax+开关管耐压裕量(一般用150V)+Vf
*反激电压(Vf)的计算:Vindcmin*Dmax=Vf*（1-Dmax ）
原边与副边的匝比：Np/Ns=Vf/Vout
原边与副边的匝比：Np/Ns=(Vdcmin*Dmax)/[Vout*(1-Dmax)]
原边电流：[1/2*（Ip1+Ip2）]*Dmax*Vindcmin=Pout/η
磁芯：AwAe=(Lp*Ip2^2*10^4/Bw*Ko*Kj)*1.14
原边匝数：Np=(Lp*Ip^2*10^4)/(Bw*Ae)
即为反的电压，会“折射”到原边（用同名端对电位），叠加在开关管高压端。

同理当原边开关管导通时，次级二极管是截止的，二极管上的电压除了输出电压Vo,还有原边“折射”过来的电压Vin(dc)/n ，及Vo+[Vin(dc)/n,].。

所以，匝比的
设计，除了影响占空比，也影响着原边开关管及次级二极管的应力选择。

在变压器线圈匝数未知的情况下，如何计算磁芯工作时的磁感应强度Bw ？测量其电感量（可用压。

开关电源高频变压器计算方法高频开关电源是一种采用高频变压器工作的电源装置，其工作原理是：将输入电压通过高频开关元件进行开关控制，将电能储存于磁性器件中，再经过变压器转换为需要的输出电压。

在高频开关电源中，高频变压器起着关键的作用。

本文将详细介绍高频变压器的计算方法。

一、高频变压器的基本参数在计算高频变压器之前，需要了解以下几个基本参数：1. 输入电压（Vin）：即交流电源的输入电压，一般选择标准的电压值，如220V。

2. 输出电压（Vout）：根据实际电路需求选择适当的输出电压。

3. 输出功率（Pout）：根据实际电路负载情况选择适当的输出功率。

4.工作频率（f）：高频开关电源的工作频率一般在10kHz以上，常见的有20kHz、50kHz等。

5. 变比（N）：高频变压器的变比是指输入电压与输出电压的比值，即N=Vout/Vin。

二、主要计算步骤计算高频变压器的方法主要包括以下几个步骤：1. 计算输入电流（Iin）：根据输出功率和输入电压，可以通过Pout=Vin*Iin计算得到输入电流的值。

2.计算变压器的变比（N）：一般情况下，变比N的取值范围为1到10之间，通常的选择是在1.5到2之间。

3. 计算变压比（Vratio）：变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，即Vratio=Vout/Vin。

4. 计算变压器的一次侧（primary）匝数（Np）：一次侧匝数的计算公式为Np = Vout*Vratio/(4*f*Vin)。

5. 计算变压器的二次侧（secondary）匝数（Ns）：二次侧匝数的计算公式为Ns = Np/N。

6. 计算变压器的磁路积（Ap）：磁路积是变压器的一个重要参数，定义为Ap = Np*Iin/(Bmax*f)，其中，Bmax是磁路中磁感应强度的最大值，通常取1.2T。

7.计算磁路截面积（Ae）：变压器的磁路截面积决定了磁路元件的尺寸和负载能力，一般情况下，可以通过取Ap的值选择适当的磁路截面积。

电源变压器分类计算方法电源变压器的计算方法一、工具/原料计算器、矽钢片规格表、变压器骨架规格表、漆包线规格表、矽钢片材料470或者600正型。

二、步骤/方法1.计算变压器的功率变压器功率=输出电压X输出电流例如：根据电路要求需要输出电压30V、电流IOA的变压器，30VXIOA=300W（变压器功率）2、计算变压器的铁芯截面积变压器功率X1.44=Y,Y开根X1.06=铁芯截面积变压器功率300WX1.44=432,432开根X1.06=22.00平方厘米（铁芯截面积）22平方厘米=2200平方毫米（铁芯截面积）3、计算变压器铁芯叠厚铁芯截面积（平方毫米）/矽钢片舌宽（毫米）=铁芯叠厚2200平方毫米/40毫米=55毫米（叠厚），铁芯规格采用舌宽40的矽钢片，叠厚为55毫米。

这里有个问题，有人会问为什么用40的矽钢片，教你一个经验值。

叠厚/舌宽二（1.0SL6）,55毫米/40毫米=1.375o小于LO用小一规格矽钢片，说明矽钢片窗口太大绕不满；大于L6用大一号规格的矽钢片，说明矽钢片窗口太小绕不下。

具体规格对照矽钢片规格表。

4、骨架的选用铁芯截面积为E40X55,那么骨架就用E40X55的，对照变压器骨架规格表刚好有这种规格的骨架，如果实在没有，选叠厚大一规格的也行。

业余爱好者买一个骨架不方便的话，那就自己动手做一个吧。

5、计算线圈输入初级匝数45/铁芯截面积（平方厘米）X220V=输入初级匝数，（45/22平方厘米）X220=450匝（输入初级匝数）6、计算线圈输出次级匝数（输入初级匝数/220）X输出电压=输出次级匝数（450/220）X30V=61.36（取整数62匝）7、计算绕制的漆包线线径电流（开根）X0.7=线径输出电流10AOT∣g）X0.7=2.21（输出30V线径），输入电流=（300W变压器功率/22OV输入电压方根X07=0.81（输入220V线径）8、计算结果矽钢片规格E40mm s叠厚55mm;变压器骨架规格E40X55;输入线圈匝数450匝、线径0.81铜漆包线；输出线圈匝数62匝、线径2.21铜漆包线。