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反激式开关电源变压器设计步骤及公式

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反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: （主要PWM方式）确定已知参数:（主要RCC方式）来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=୔౥஗输入平均电流: Iୟ୴୥ൌ୔౟୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲౥౤୘=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w（cm4）Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2)；A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:I୔୏ൌ୏כ୔౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cmସ) ；Ae是磁芯截面积（cm2）,Aw是磁芯窗口面积（cm2）；f的单位为Hz，Bm的单位为Gs，取(1500)不大于3000Gs，δ导线电流密度取:2～3A/mmଶ ，K୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1I୅୚ୋൌP୧V୧୬୫୧୬I୔୏ൌIୟ୴୥D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵ୤D୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsL୔ൌ୚౟౤ౣ౟౤כ୘౥౤୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ୤若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌ୐ౌכ୍ౌే୼୆כ୅౛כ10଺L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭൅Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟ൅Vୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L ୔=୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈ୍ౌేכ୤౥౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比：n=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ=୒౩୒౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכ୲౥౤୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ，国产杂牌不大于2500Gs 更保险A ୐值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ୔ൌ1000ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH变压器次级圈数：Ns>୬כ୍౦כ୐౦ୗכ୆ౣ*10଻其中S 为磁芯截面积，Ｂ୫值为3000Gs若A ୐值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ୔ൌ100ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH,A ୐单位为mH/N ଶ,在计算时要将A ୐的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A ୐值为1300 nH/N ଶ, L ୔值为2.3mH,则A ୐=1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N ୔为133T 初级匝数为:Np=୒౩୬B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以5. 匝比n=୒౩୒ౌ=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ晶体管的基极电流I ୆=୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N ୔*n N ୱଵ=୒౦כሺ୚౥ା୚ౚሻכሺଵିୈౣ౗౮ሻ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈౣ౗౮多路输出时N ୱ୶=ሺ୚౥౮ା୚ౚ౮ሻכ୒౩భ୚౥భା୚ౚభ其中x 代表几路I ୆୰୫ୱൌI ୆√27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ୚౗୚౥在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径（包括初级次级）同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A୔=A ୣכA ୵ൌ୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cm ସ ) ；Ae 是磁芯截面积（cm 2）,Aw 是磁芯窗口面积（cm 2）；f 的单位为Hz ，Bm 的单位为Gs ，取(1500)不大于3000Gs ，δ导线电流密度取:2～3A /mm ଶ ，K ୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc 磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。

检验占空比9. 线径的计算初级电流有效值I ୮୰୫ୱൌ୍౦√଺次级线径计算，次级电流峰值I ୱ୮ൌଶכ୍౥ୈౣ౗౮I ୱ୰୫ୱൌ୍౩౦√଺辅助绕组线径计算：一般选同初级线径导线截面积Ｓൌ୍౨ౣ౩୎ౚ其中J ୢ自然风冷时取1.5～4A/mm ଶ密闭式强制风冷时J ୢ取3～6A/mm ଶ 导线直径D ൌ2כටୗ஠NS = 二次侧圈数 NP = 一次侧圈数 Vo = 输出电压VD= 二极管顺向电压Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压 D = 工作周期(Duty cycle)D ＝ଵొ౩כ౒౟౤ౣ౟౤ొ౦כሺ౒౥శ౒ీሻାଵD =0.45～0.510. 输出整流二极管选择依据： 输出整流二极管的反向电压V ୖ൐V ୭୳୲൅N ୱୣୡN ୮כV ୧୬୫ୟ୶ 输出整流二极管工作电流I ୊൐I ୟ୴୥11. 确定输出滤波电容的最小值 C ୭ሺ୫୧୬ሻൌ୍౥ሺౣ౗౮ሻכ୘౥౜౜ሺౣ౗౮ሻ୚౨౟౦౦ౢ౛ሺౚ౛౩౟౨౛ౚሻV ୰୧୮୮୪ୣሺୢୣୱ୧୰ୣୢሻ:纹波电压12. 功率管的选择依据MOSFET 的漏端电压值：Vୈ൐ܸ୧୬ሺ୫ୟ୶ሻ൅୒౦୒౩౛ౙכሺV ୭൅V ୈሻൌV ϐ୪ୠ୩ I ୈൌI ୔୏V dsmax =V max +V R相对于MOSFET 的漏端电压值，MOSFET 的耐压应该有足够的余量，同时还要考虑到漏感产生的电压尖峰的叠加。

13. 嵌位元件的设计四种嵌位类型确定 ZD 箝位的大小1. 测量变压器的初级漏感 LL2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下：（注释：以上所有值均在PI Expert 中提供）如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXT对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：确定 RCD 箝位的大小1. 测量变压器的初级漏感 LL2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下： （注释：以上所有值均在PI Expert 中提供） a. 如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXTb. 对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：确定 RCD+Z 箝位的大小1. 测量变压器的初级漏感 LL2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs3. 检查PI Expert 所预测的峰值初级电流IP4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：（注释：建议至少应维持低于 MOSFET 的 BVDSS 50 V 的电压裕量，并另外留出30 V 到 50 V 的电压裕度以满足瞬态电压要求。

对于通用输入设计，建议Vmaxclamp < 200 V 。

Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。

）确定 RCDZ 箝位的大小1. 测量变压器的初级漏感 LL2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下：（注释：所有值均在PI Expert 中提供。

）如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXT对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：（注释：建议至少应维持低于MOSFET的BVDSS 50 V的电压裕量，并另外留出 30 V 到50 V 的电压 裕度以满足瞬态电压要求。

对于通用输入设计，建议Vmaxclamp < 200 V 。

Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。

） 5. 根据以下公式计算漏感中贮存的能量：（注释：并非所有的漏感能量都会转移到箝位。

因此，在计算箝位所消耗的真实能量时，应使用以上公式并将峰值初级电流IP 替代为仅流入箝位的电流IC 。

由于 IC 难以计算或测量，我们将根据已知的比例因数调整 ELL ，从而估算出箝位中耗散的能量：Eclamp 。

）6. 根据以下公式估算箝位中的能量耗散 Eclamp ：（注释：连续输出功率< 1.5 W 的电源通常不要求使用箝位电路。

） 7. TVS 击穿电压被指定为：Vmaxclamp（注释：建议至少应维持低于 MOSFET 的BVDSS 50 V 的电压裕量，并另外留出 30 V 到50 V 的电压 裕量以满足瞬态电压要求。

对于通用输入设计，建议Vmaxclamp < 200 V 。

Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。

） 5. 确定箝位电路的电压纹波 Vdelta （注释：建议典型值应为Vmaxclamp 的 10%。

）6. 根据以下公式计算箝位电路的最小电压：7. 根据以下公式计算箝位电路的平均电压 Vclamp ： 8. 根据以下公式计算漏感中贮存的能量：（注释：并非所有的漏感能量都会转移到箝位。

因此，在计算箝位所耗散的真实能量时应使用以上公式，同时将峰值初级电流IP 替代为仅流入箝位的电流IC 。

由于IC 难以计算或测量，我们将根据已知的 比例因数调整 ELL ，从而估算出箝位中耗散的能量：Eclamp ） 9. 根据以下公式估算箝位中的能量耗散 5. 确定箝位电路的电压纹波 Vdelta（注释：建议典型值应为Vmaxclamp 的 10%。

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反激式开关电源隔离变压器设计步骤-华为

反激式开关电源隔离变压器设计步骤-华为


二.设计步骤
1. 1. 高频下电流穿透深度为（单位：cm） ：D
6.62 f
导线直径（单位：cm） ：d=2D（然后选择相近的导线）
d2 导线裸线面积 Aw 4 1 2. T (s) f
3. 计算晶体管最大导通时间： ton max 4. 计算总的负载功率：
TDmax （s）
lg L 0.4 Ac F 10 8
23. 计算磁通密度的峰值：
0.4 N np FI p pk 104 B pk (T ) MPL lg m
24. 计算一次新的：
（μΩ / cm） （New）μΩ / cm （μΩ / cm 1.7 / A w） S np
25. 计算一次绕组的电阻：
最大占空比：
最小占空比：
Dmin
最大导通时间：
ton max TDmax T (1 Dmin )
最大截止时间： toff max 电感器电流的变化量：
I
TVin max Dmin 1 Dmin L I 2
电感器的峰值电流：
I pk I o max

I 2
不连续电流模式时 Buck-Boost 倒向变换器的设计公式
电感 L： Lmax
V V T 1 Dmax Dw o d
2 I o max
2
(H )
最大占空比： Dmax

Vo Vd 1 Dw
Vo Vd Vin min
最小占空比： Dmin
I p pk ton 3T
7. 计算一次电流的有效值： I p rms
8. 计算最大输入功率： P in max
反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计反激式变压器是反激式开关电源的核心,它决定了反激式变换器一系列的重要参数,如占空比D ，最大峰值电流，设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。

这样可以让其发热量尽量小，对器件的磨损也尽量小。

同样的芯片，同样的磁芯，若是变压器设计不合理，则整个开关电源性能会有很大的下降，如损耗会加大,最大输出功率会下降.设计变压器，就是要先选定一个工作点，在这个点就是最低的交流输入电压，对应于最大的输出功率。

第一步，选定原边感应电压V OR 。

这个值是有自己来设定的，这个值就决定了电源的占空比.可能朋友们不理解什么是原边感应电压。

我们分析一个工作原理图。

当开关管开通的时候,原边相当于一个电感，电感两端加上电压,其电流值不会突变，而线性上升:I 升=Vs*Ton/L 。

这三项分别是原边输入电压，开关开通时间和原边电感量。

在开关管关断的时候,原边电感放电，电感电流会下降，此时有下降了的电流:I 降=V OR *T OFF /L 。

这三项分别是原边感应电压（即放电电压）、开关管管段时间和电感量。

经过一个周期后，原边电感电流会回到原来的值，不可能会变，所以有：Vs ＊T ON /L=V OR ＊T OFF /L 。

即上升了的等于下降了的。

上式中用D 来代替T ON ，用(1-D ）来代替T OFF .移项可得:D=V OR /（V OR +Vs)。

这就是最大占空比了.比如说我设计的这个变压器，我选定电感电压V OR =20V ，则Vs 为24V ，D=20/（20+24）=0。

455。

第二步，确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数，平均电流，有效值电流,峰值电流，首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下。

这是一个梯形波横向表示时间，总想表示电流大小，这个波形有三个值，一个是平均值I 平均,二是有效值I ，三是峰值Ip 。

首先要确定平均值I 平均：I 平均=Po/(η＊Vs ）。

反激式开关电源变压器计算

反激式开关电源变压器计算

反激式开关电源变压器计算反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器，它具有体积小、效率高、质量轻等优点，在电子设备中得到广泛应用。

在设计反激式开关电源变压器时，需要考虑多个因素，包括输入和输出电压、功率、负载特性、开关频率等。

下面将详细介绍反激式开关电源变压器的计算。

首先，需要确定变压器的额定功率。

根据电源的负载特性和所需电压，可以推算出变压器的额定功率。

以输出电压为12V，负载电流为1A为例，根据功率公式P=VI，可以得到变压器的额定功率为P=12V*1A=12W。

接下来，需要确定变压器的输入和输出电压。

输入电压是指变压器的输入端电压，输出电压是指变压器的输出端电压。

一般来说，变压器的输入电压和输出电压由电源的输入电压和所需电压决定。

例如，如果电源的输入电压为220V，所需输出电压为12V，则输入电压为220V，输出电压为12V。

然后，需要确定变压器的变比。

变比是指变压器的输入和输出电压之间的比值。

根据变压器的变比公式Np/Ns=Vs/Vp，其中Np是主绕组匝数，Ns是副绕组匝数，Vs是输出电压，Vp是输入电压，可以计算得到变压器的变比。

以输入电压220V和输出电压12V为例，如果变比为1:10，则主绕组匝数Np=10，副绕组匝数Ns=1接着，需要确定变压器的工作频率。

工作频率是指变压器在工作过程中的开关频率，一般常用的工作频率有50Hz和60Hz。

根据变压器的工作频率，可以选择相应的工作频率范围内的电流密度。

例如，如果工作频率为50Hz，可以选择电流密度为1.8A/mm²。

最后，需要根据上述参数计算变压器的线径和匝数。

根据变压器的功率和工作频率，可以计算得到变压器的电流。

例如，根据功率公式P=IV，变压器的电流为I=P/V=12W/12V=1A。

根据电流密度和电流，可以计算出变压器的线径。

例如，根据线径公式A=πd²/4，可以计算得到线径d=√(4A/π)=√(4*1A/π)≈0.64mm。

反激式开关电源变压器快速计算

反激式开关电源变压器快速计算

反激式开关电源变压器快速计算反激式开关电源变压器是一种常用于电子设备的高频变压器，其工作原理是使用开关管控制功率的传递和调节输出电压。

反激式开关电源变压器的设计和计算过程需要考虑多个因素，包括输入输出电压、电流、功率因数、开关频率等。

本文将从基本原理、设计要求、计算步骤以及实例分析等方面进行详细介绍。

一、基本原理【插入反激式开关电源变压器工作原理图】二、设计要求设计反激式开关电源变压器需要满足以下几个基本要求：1.输入输出电压和电流：根据实际应用需求确定输入输出电压和电流的大小。

2.功率因数：根据实际应用需求确定功率因数的大小。

3.变压比：根据输入输出电压之间的关系和功率需求确定变压比。

4.开关频率：根据实际应用需求和电气性能确定开关频率。

5.效率：根据设计要求确定电源的效率指标。

三、计算步骤设计反激式开关电源变压器的计算步骤如下：1.确定输入输出电压和电流的大小，根据功率的计算公式P=UI计算出输入输出功率。

2.根据功率因数的要求，计算出功率因数修正系数。

功率因数修正系数是根据电源的额定功率和功率因数要求来确定的。

3.根据输入输出功率和变压比的关系计算出变压比。

4.计算出变压器的二次侧电流。

5.根据输入输出功率和开关频率的关系计算出开关管的平均电流。

6.根据开关管的平均电流和转换频率计算出开关管的功率。

7.根据开关管的功率和效率求出变压器的损耗。

8.根据变压器的损耗和效率确定变压器的额定容量。

四、实例分析以一个反激式开关电源变压器的实例来说明计算过程。

假设输入电压为220V，输出电压为12V，输出电流为2A，功率因数为0.9，开关频率为50kHz。

1.计算输入输出功率：输入功率 P_in = U_in * I_in = 220V * I_in输出功率 P_out = U_out * I_out = 12V * 2A2.计算功率因数修正系数：根据实际设计要求确定功率因数修正系数。

3.计算变压比：变压比 m = U_out / U_in = 12V / 220V4.计算二次侧电流：I_sec = P_out / U_out = 2A5.计算开关管的平均电流：I_avg = P_out / U_in = 2A6.计算开关管的功率：P_sw = I_avg * U_in7.计算变压器的损耗：根据实际设计要求确定变压器的效率。