反激变压器参数计算

四、设计开关电源主要在变压器计算与画板高频变压器参数计算方法1﹚、磁通量与磁通密度相关公式：Ф = B * S⑴Ф----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2．电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式：EL =⊿Ф / ⊿t * N⑷EL = ⊿i / ⊿t * L⑸⊿Ф----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式：⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得：N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S )⑹且由⑸式直接变形可得：⊿i = EL * ⊿t / L⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3．电感中能量与电流的关系：QL = 1/2 * I2 * L⑼QL -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4．根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式：N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D))⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)二．根据上面公式计算变压器参数：1．高频变压器输入输出要求：输入直流电压：200--- 340 V输出直流电压：23.5V输出电流： 2.5A * 2输出总功率：117.5W2．确定初次级匝数比：次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个，若初次级匝数比大则功率所承受的反压高；匝数比小则功率管反低,这样就有下式：N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2)⑾N1 ----- 初级匝数VIN(max) ------ 最大输入电压k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌7.63．计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1⑿Vin(max) ----- 输入电压最大值Vo ----- 输出电压Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌525.36(V)4．计算PWM占空比：由⑽式变形可得：D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd)⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌0.4815．算变压器初级电感量：为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波，也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。

在这里，Ｐｏ＝Ｖｏ＊Ｉｏ＝４８＊１．２８＝６１．４４；工作频率选择：５００００Ｈｚ；则： Ｖｅ＝Ｐｏ／（１００＊５００００） ＝６１．４／（１００＊５００００）＝１２２８０ｍｍｍ ＰＱ３２３０的Ｖｅ值为：１１９７０．００ｍｍｍ，这里由于是调频方式工作。

完全可以满足需求。

可以代入公式去看看实际需要的工作频率为：５１２９５Ｈｚ。

第二步：计算初级电感量。

最小直流输入电压：ＶＤｍｉｎ＝１７６＊１．４１４＝２４９Ｖ。

最大直流输入电压：ＶＤｍａｘ＝２６５＊１．４１４＝３７５Ｖ。

最大输入功率：Ｐｉｎｍａｘ＝Ｐｏ／ｅｆ＝６１．４／０．９＝６８．３Ｗ第二步：计算初级电感量。

最小直流输入电压：ＶＤｍｉｎ＝１７６＊１．４１４＝２４９Ｖ。

最大直流输入电压：ＶＤｍａｘ＝２６５＊１．４１４＝３７５Ｖ。

最大输入功率：Ｐｉｎｍａｘ＝Ｐｏ／ｅｆ＝６１．４／０．９＝６８．３Ｗ（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。

最大占空比的选择：宽电压一般选择小于０．５，窄电压一般选择在０．３左右。

考虑到ＭＯＳ管的耐压，一般不要选择大于０．５，２２０Ｖ供电时选择０．３比较合适。

在这里选择：Ｄｍａｘ＝０．３２７。

最大输入电流：Ｉｉｎｍａｘ＝Ｐｉｎ／Ｖｉｎｍｉｎ＝６８．３／１７６＝０．３９Ａ 最大输入峰值电流：Ｉｉｎｍａｘｐ＝Ｉｉｎ＊１．４１４＝０．３９＊１．４１４＝０．５５Ａ ＭＯＳ管最大峰值电流：Ｉｍｏｓｍａｘ＝２＊Ｉｉｎｍａｘｐ／Ｄｍａｘ＝２＊０．５５／０．３２７＝３．３６Ａ 初级电感量：Ｌｐ＝Ｄｍａｘ＾２＊Ｖｉｎ＿ｍｉｎ／（２＊Ｉｉｎ＿ｍａｘ＊ｆｓ＿ｍｉｎ）＊１０＾３ ＝０．３２７＊０．３２７＊１７６／（２＊０．３９＊５００００）＊１０００ ＝４８２．５５ｕＨ 取５００ｕＨ。

查磁芯资料，ＰＱ３２３０的ＡＬ值为：５１４０ｎＨ／Ｎ＾２，在设计反激变压器时，要留一定的气息。

选择０．６倍的ＡＬ值比较合适。

在这里ＡＬ我们取：第三步：计算初级匝数ＮＰ： ＡＬ＝２６００ｎＨ／Ｎ＾２ 则：ＮＰ＝（５００／０．２６）＾０．５＝４４ 第四步：次级匝数ＮＳ： ＶＯＲ＝ＶＤｍｉｎ＊Ｄｍａｘ ＝２４９＊０．３２７＝８１．４ 匝比ｎ＝ＶＯＲ／Ｖｏ＝８１．４／４８＝１．６９６ 总结 通过样品的测试，实验结果为：整机效率０．８８，ＰＦ值：１７６Ｖ时０．９８９；２２０Ｖ时０．９８４；２６５Ｖ时０．９７５。

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。

反激变压器参数计算反激变压器是一种高频变压器，通常用于电源电路以提供稳定的直流电压。

其特点是在工作过程中，直流电压和交流电压交替出现，因此在设计反激变压器时需要计算一些关键参数。

一、输入电压与输出电压的计算反激变压器的输入电压和输出电压是设计中最关键的参数之一。

根据电流平衡原理，当输出电流为零时，反激变压器的输入电压等于电源电压。

当输出电流最大时，反激变压器的输入电压等于直流输出电压加上激磁电压。

因此，我们可以用下列公式计算输入电压和输出电压：V_in=V_dc+(V_dc*D)/(1-D)V_out=V_dc/(1-D)其中，V_dc为反激变压器的直流输出电压，D为输出电压占周期的占空比。

二、输入电阻的计算反激变压器的输入电阻通常用来反映电源对负载的影响。

当电源电压出现波动时，它会影响反激变压器的输入电流，从而影响负载的电压稳定性。

因此，设计反激变压器时需要计算输入电阻。

输入电阻是反激变压器输入电压和电流的比值。

通常用下列公式计算：R_in=V_in/I_in其中，I_in为反激变压器输入电流。

三、输出电流的计算反激变压器的输出电流是设计中最重要的参数之一。

通常用下列公式计算：I_out=V_out/L_out*t<sub>r</s ub>其中，L_out为反激变压器输出电感的电感值，t_r为反激变压器正、负半个周期的时间。

反激变压器的详细公式的计算反激变压器（即自耦变压器）是一种常见的电力传输设备，用于变换交流电压和电流。

它由一个共享磁场的原/辅助线圈组成，通过互感作用将电能从原线圈传递到辅助线圈。

在本文中，我们将详细介绍反激变压器的计算公式。

反激变压器的核心参数是变比n和耦合系数k。

变比n定义了原线圈和辅助线圈之间的匝数比，它是辅助线圈匝数与原线圈匝数的比值。

耦合系数k定义了原线圈和辅助线圈之间的耦合程度，它可以是0到1之间的任何实数。

当k=1时，变压器的耦合最好，当k=0时，变压器的耦合最差。

以下是反激变压器的详细计算公式：1.辅助线圈的电压（Va）和原线圈的电压（Vp）之间的关系：Va=n*Vp其中，Va是辅助线圈的电压，Vp是原线圈的电压，n是变比。

2.辅助线圈的电流（Ia）和原线圈的电流（Ip）之间的关系：Ia=(1-k)*Ip其中，Ia是辅助线圈的电流，Ip是原线圈的电流，k是耦合系数。

3.辅助线圈的功率损耗（Pa）和原线圈的功率损耗（Pp）之间的关系：Pa=(1-k^2)*Pp其中，Pa是辅助线圈的功率损耗，Pp是原线圈的功率损耗，k是耦合系数。

4.反激变压器的能量传输效率（η）：η=(1-k^2)*100%其中，η是变压器的能量传输效率，k是耦合系数。

5.辅助线圈电流的反向保护电阻（Rb）：Rb=(Va-Vp)/Ia其中，Rb是辅助线圈电流的反向保护电阻，Va是辅助线圈的电压，Vp是原线圈的电压，Ia是辅助线圈的电流。

这些公式可以用于计算反激变压器的各种参数和性能。

在实际应用中，我们可以根据需要调整变比和耦合系数，以满足特定的电路要求。

需要注意的是，这里介绍的公式是基于理想互感器模型的。

在实际变压器中，存在一些实际因素，如电阻、电感和互感损耗等，会对反激变压器的性能产生影响。

因此，在实际应用中，我们还需要考虑这些实际因素，并进行相应的修正和补偿。

总而言之，反激变压器是一种重要的电力传输设备，可以通过变比和耦合系数来调节电压和电流。

一.计算参数单位注备1.输入最小交流电压V inmin(AC)：80.000V 2.输入最大交流电压V inmax(AC)：120.000V 交流电网频率Hz50.000Hz 3.开关频率f：132.000KHZ 4.开关周期T：7.576uS 5.最大占空比D max :0.4506.第一路输出电压V o1:12.000V 7.第一路输出电流I o1:0.950A 8.第二路输出电压V o2:14.000V 9.第二路输出电流I o2:0.080A 10.第三路输出电压V o3:0.000V 11.第三路输出电流I o3:0.000A 12.第四路输出电压V o4:0.000V 13.第四路输出电流I o4:0.000A 14.原边电流的交直流比K:1.00015.整流桥响应时间(mS)3.00016. 输入电容＞(uF)30.000 uF 17.输入滤波电容电压波动V in :84.768V 18.第一路输出整流二极管上的压降V f1:1.000V 19.第二路输出整流二极管上的压降V f2:1.000V 20.第三路输出整流二极管上的压降V f3:0.000V 21.第四路输出整流二极管上的压降V f4:0.000V 反激变压器的计算断续取1,连续取0.4-1之间22.变压器的效率η：0.88023.变压器磁芯最大磁通密度摆幅△B:0.250T24.磁芯的窗口面积A e:24.000mm225.最大电流密度J: 6.500A/mm2二.计算过程：1.计算原边输入最小直流电压：V inmin(DC)=((1.414*V inmin(AC))2-△V in)1/2=74.903V MOST管导通压降10.000V 1.输入原边最小直流电压： V inmin(DC)=V inmin(DC)-V MOST=64.903V2.计算原边输入最大直流电压：V inmax(DC)=1.414*V inmax(AC)=169.680V 3.计算第一路实际输出功率(包括整流二极管功耗)：12.350W P O1=(V O1+V f1)*I O1=4.计算第二路实际输出功率(包括整流二极管功耗)：1.200W P O2=(V O2+V f2)*I O2=5.计算第三路实际输出功率(包括整流二极管功耗)：0.000W P O3=(V O3+V f3)*I O3=6.计算第三路实际输出功率(包括整流二极管功耗)：0.000P O4=(V O4+V f4)*I O4=6.计算总的实际输出功率(包括整流二极管功耗)：13.550W P O=P O1+P O2+P O3+P O4=7.计算总的实际输入功率： P in=P O/η=15.398W8.输入平均电流: I in(aver)=P in/V inmin(DC)=0.237A9.变压器原边的峰值电流：I P2=2*I in(aver)/((2-k)*D max)= 1.054A。

1.确定电源规格..输入电压范围Vin=85—265Vac;.输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A;.变压器的效率=0.902.工作频率和最大占空比确定.取:工作频率fosc=100KHz,最大占空比Dmax=0.45.T=1/fosc=10us.Tonmax=0.4510=4.5usToff=10-4.5=5.5us.3.计算变压器初与次级匝数比nNp/Ns=n.最低输入电压Vinmin=85√2-20=100Vdc取低频纹波为20V.根据伏特-秒平衡,有:VinminDmax=Vout+Vf1-Dmaxn.n=VinminDmax/Vout+Vf1-Dmaxn=1000.45/5+1.00.55=13.644.变压器初级峰值电流的计算.设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V.+5V输出功率Pout1=V01+VfI01120%=6101.2=72W+12V输出功率Pout2=V02+VfI02=131=13W变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W1/2Ip1+Ip2VinminTonmax/T=Pout/Ip1=2Pout/1+kVinminDmax=285/0.901+0.41000.45=3.00AIp2=0.4 Ip1=1.20A5.变压器初级电感量的计算.由式子Vdc=Lpdip/dt,得:Lp=VinminTonmax/Ip1-Ip2=1004.5/3.00-1.20=250uH6.变压器铁芯的选择.根据式子AwAe=Pt106/2kokcfoscBmj,其中:Pt变压器的标称输出功率=Pout=85WKo窗口的铜填充系数=0.4Kc磁芯填充系数=1对于铁氧体,变压器磁通密度Bm=1500Gsj电流密度:j=5A/mm2;AwAe=85106/20.411001031500Gs50.90=0.157cm4考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:EER2834S铁氧体磁芯的有效截面积Ae=0.854cm2它的窗口面积Aw=148mm2=1.48cm2EER2834S的功率容量乘积为Ap=AeAw=1.480.854=1.264cm4>0.157cm4故选择EER2834S铁氧体磁芯.7.变压器初级匝数及气隙长度的计算.1.由Np=LpIp1-Ip2/AeBm,得:Np=2503.00-1.20/85.40.15=35.12取Np=36由Lp=uourNp2Ae/lg,得:气隙长度lg=uourAeNp2/Lp=43.1410-7185.4mm2362/250.010-3mH=0.556mm取lg=0.6mm2.当+5V限流输出,Ip为最大时Ip=Ip1=3.00A,检查Bmax.Bmax=LpIp/AeNp=25010-63.00/85.4mm236=0.2440T=2440Gs<3000Gs因此变压器磁芯选择通过.8.变压器次级匝数的计算.Ns15v=Np/n=36/13.64=2.64取Ns1=3Ns212v=12+1Ns1/5+1=6.50取Ns2=7故初次级实际匝比:n=36/3=129.重新核算占空比Dmax和Dmin.1.当输入电压为最低时:Vinmin=100Vdc.由VinminDmax=Vout+Vf1-Dmaxn,得:Dmax=Vout+Vfn/Vout+Vfn+Vinmin=612/612+100=0.4182.当输入电压为最高时:Vinmax=2651.414=374.7Vdc.Dmin=Vout+Vfn/Vout+Vfn+Vinmax=612.00/612.00+374.7=0.1610.重新核算变压器初级电流的峰值Ip和有效值Iprms.1.在输入电压为最低Vinmin和占空比为Dmax条件下,计算Ip值和K 值.设Ip2=kIp1.实际输出功率Pout'=610+131=73W1/2Ip1+Ip2VinminTonmax/T=Pout'/1K=1-VinminTonmax/Ip1Lp2由12得:Ip1=1/2{2Pout'T/VinminTonmax+VinminTonmax/Lp}=0.5{27310/0.901004.18+1004.18/250.0}=2.78AK=1-1004.18/2.78 250=0.40Ip2=kIp1=2.780.40=1.11A2.初级电流有效值Iprms=Ton/3TIp12+Ip22+Ip1Ip21/2=0.418/32.782+1.112+2.781.111/2=1.30A11.次级线圈的峰值电流和有效值电流计算:当开关管截止时,变压器之安匝数Ampere-TurnsNI不会改变,因为B并没有相对的改变.因此开关管截止时,初级峰值电流与匝数的乘积等于次级各绕组匝数与峰值电流乘积之和NpIp=Ns1Is1p+Ns2Is2p.由于多路输出的次级电流波形是随各组负载电流的不同而不同,因而次级电流的有效值也不同.然而次级负载电流小的回路电流波形,在连续时接近梯形波,在不连续时接近三角波,因此为了计算方便,可以先计算负载电流小的回路电流有效值.1.首先假设+12V输出回路次级线圈的电流波形为连续,电流波形:1/2Is2p+Is2btoff/T=I023Ls1Is2p–Is2b/toff=V02+Vf4Ls2/Lp=Ns2/Np25由345式得:Is2p=1/2{2I02/1-D+V02+Vf1-DTNp2/Ns22Lp}=0.5{21/1-0.418+12+11-0.41810362/72250}=5.72AIs2b=I01/1-D-1/2V01+ Vf1-DNp2/Ns22Lp=1/0.582-0.5130.58210362/72250=-2.28A<0因此假设不成立.则+12V输出回路次级线圈的电流波形为不连续,电流波形.令+12V整流管导通时间为t’.将Is2b=0代入345式得:1/2Is2pt’/T=I026Ls1Is2p/t’=V02+Vf7Ls2/Lp=Ns2/Np28由678式得:Is2p={V02+Vf2I02TNp2/LpNs22}1/2={2112+110362/72250}1/2=5.24At’=2I02T/Is2p=2110/5.24=3.817us2.+12V输出回路次级线圈的有效值电流:Is2rms=t’/3T1/2Is2p=3.817/3101/25.24=1.87A3.+5v输出回路次级线圈的有效值电流计算:Is1rms=Is2rmsI01/I02=1.8710/1=18.7A12.变压器初级线圈和次级线圈的线径计算.1.导线横截面积:前面已提到,取电流密度j=5A/mm2变压器初级线圈:导线截面积=Iprms/j=1.3A/5A/mm2=0.26mm2变压器次级线圈:+5V导线截面积=Is1rms/j=18.7A/5A/mm2=3.74mm2+12V导线截面积=Is2rms/j=1.87A/5A/mm2=0.374mm22.线径及根数的选取.考虑导线的趋肤效应,因此导线的线径建议不超过穿透厚度的2倍.穿透厚度=66.1k/f1/2k为材质常数,Cu在20℃时k=1.=66.1/1001031/2=0.20因此导线的线径不要超过0.40mm.由于EER2834S骨架宽度为22mm,除去6.0mm的挡墙宽度,仅剩下16.0mm的线包宽度.因此所选线径必须满足每层线圈刚好绕满.3.变压器初级线圈线径:线圈根数=0.264/0.40.43.14=0.26/0.1256=2取Φ0.402根并绕18圈,分两层串联绕线.4.变压器次级线圈线径:+5V:线圈根数=3.74/0.1256=30取Φ0.4010根并绕3圈,分三层并联绕线.+12V:线圈根数=0.374/0.1256=3取Φ0.401根并绕7圈,分三层并联绕线.5.变压器绕线结构及工艺.。