<head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EmulateIE7" /> <meta name="keywords" content="开关电源变压器生产厂家,深圳晨飞电子" /> <meta name="description" content="晨飞电子,UL认证企业�?年来专注于生产高品质高频变压器、电感线圈、滤波器等磁性元件。产品质量通过欧盟认证,80%产品出口欧美。服务热线：4000-160-260" /> <meta name="author" content="Developed By Master Li(masterlijf#hotmail.com), Oran Day(oransite#gmail.com), 深圳市牛商网络有限公�?http://www.nsw88.com)" /> <title>开关电源高频变压器设计方法

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当前位置�?a href="/">首页 » 资讯中心 » 技术支�?/a> » 电源高频变压器的设计方法简�?/a>

电源高频变压器的设计方法简�?/h3>

文章出处�?a href="">深圳市晨飞电子有限公�?/a>网责任编辑：NSW作者：NSW人气�?span id="cntrHits">-发表时间�?011-08-31 14:32:00

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电源高频变压器的设计方法简介　　

设计高频变压�?/a>是电源设计过程中的难点，下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例，向大家介绍一�?a href="http://www.chenfeipower.com/product/product-0001,0015.shtml">电源高频变压�?/a>的设计方法�?/span>

　　设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V�?/font>14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz�?/span>

设计步骤�?/span>

1、计算高频变压器初级峰值电�?/font>Ipp

　　由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会达到峰值，此值等于功率管的峰值电流。由电感的电流和电压关系V=Ldi/dt可知�?/span>

　　输入电压�?/font>Vin(min)=LpIpp/Tc

�?/font>1/Tc=f/Dmax，则上式为：
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　Vin(min)=LpIppf/Dmax

其中：　　 V in　�?/font> 直流输入电压�?/font>V
　　　
　　　　　 Lp　 �?/font> 高频变压器初级电感值，mH
　　　
　　　　　 Ipp　�?/font> 变压器初级峰值电流，A
　　　
　　　　　 Dmax�?/font> 最大工作周期系�?/font>
　　　
　　　　　 f　　�?/font> 电源工作频率�?/font>kHz

　　在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为�?/span>

　　　　　　　　　　　　　　　　　 Pout=1/2LpIpp2f
将其与电感电压相除可得：

　　　　　　　 Pout/Vin(min)=LpIpp2fDmax/(2LpIppf)
　　　　　　　　　
由此可得�?/span>

　　　　　　　　　　　　 Ipp=Ic=2Pout/(Vin(min)Dmax)

其中�?/font>Vin(min)=1.4Vacin(min)-20V(直流涟波及二极管压降)=232V，取最大工作周期系�?/font>Dmax=0.45。则�?/span>

　　　　　　　　　Ipp=Ic=2Pout/(Vin(min)Dmax)=270/(2320.45)=1.34A

当功率管导通时，集极要能承受此电流�?/span>

2、求最小工作周期系�?/font>Dmin

　　在反馈式电流不连续电源中，工作周期系数的大小由输入电压决定�?/span>

　　　　　　　　　　　　　　Dmin=Dmax/[(1-Dmax)k+Dmax]

其中�?/font>k=Vin(max)/Vin(min)

　　　Vin(max)=260V1.4-0V(直流涟波)=364V，若允许10%误差�?/font>Vin(max)=400V�?/span>

　　　Vin(min)=232V，若允许7%误差�?/font>Vin(min)=216V�?/span>

由此可得�?/span>

　　　　　　　　　　　　k=Vin(max)/Vin(min)=400/216=1.85

　　　　　　Dmin=Dmax/[(1-Dmax)k+Dmax]=0.45/[(1-0.45)1.85+0.45]=0.31

　　因此，当电源的输入直流电压在216V~400V之间时，工作周期系数D介于0.31~0.45之间�?/span>

3、计算高频变压器的初级电感�?/font>Lp

　　　　　　　　 Lp=Vin(min)Dmax/(Ippf)=2160.45/(1.3430103)=2.4mH

4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面�?/font>Ae的乘�?/font>AwAe,选择铁心尺寸�?/span>

　　如果我们只绕初级于线架上，则�?/span>

　　　　　　　　　　　　 AwAe=(6.33LpIppd2)108/Bmax

其中�?/font>d为绝缘线的直径，Bmax选择�?/font>Bsat/2�?/span>

　　在反馈式变压器中，如果初级占30%的绕组面积，则其余的70%为次级和绝缘空间，因此，AwAe须再乘以3倍，为了安全起见，我们将其提高为4倍。因此，

　　　　　　　　　　　　 AwAe=4(6.33LpIppd2)108/Bmax

此式只是估算，最后铁心和线架的选择是可以改变的�?/span>

　　假设选择绕组绕线的电流密度为400c.m/A，则400c.m/A1.34A=536(c.m),我们参考美国线规（AWG），�?/font>NO.22AWG导线，其值为0.028IN。我们选择TDK　H7C1材料�?/font>E-E型铁心，它在100�?span style="mso-bidi-font-family: Tahoma; mso-ascii-font-family: Verdana; mso-hansi-font-family: Verdana">时，Bsat=3900G�?/font>Bmax=Bsat/2=1950G，可得：

　　　　　　　AwAe=4(6.33LpIppd2)108/Bmax
　　　　　　　　　 =4(6.332.41031.340.0282)108/1950
　　　　　　　　　 =3.27cm4

　　�?/font>TDK目录中可查得EE424215的铁心和线架AwAe=1.83cm21.83cm2=3.33cm4，因此，我们选用此铁心�?/span>

5、计算空气间隙长�?/font>Lg

　　在反馈式电源变压器中，磁通只在第一象限中变化，电流磁通量不会出现负值。为防止变压器饱和，可以采用大体积铁心或在磁通路径上使用空气间隙，为减少电源体积，我们采用间隙法，使磁滞回路变的平坦，在相同的直流偏压下可降低工作的磁通密度�?/span>

　　在磁通路径上，空气间隙会产生较大的磁阻，因此，变压器所存储的大部分能量是在空气间隙中，空气间隙体积�?/font>Vg，长度为Lg。由�?/span>

　　　　　　　　　　　　 1/2LpIpp2=1/2BmaxHVg108

　　　　　　　　　　　　　　　　　 Vg=AeLg

　　　　　　　　　　　　　　　 u0H=Bmax/(0.4π)

　　　　　　　　　　　　　　　 u0 ：空气磁导率=1

可得�?/span>

　　 Lg=0.4πLpIpp2108/(Bmax2Ae)=0.4π2.410-31.342108/(195021.82)=0.078cm

因此，我们在E-E铁心中心柱分�?/font>0.078cm的间隙�?/span>

6、计算变压器初级线圈Np

　　　　　　　Np=LpIpp108/(AeBmax)=2.410-31.34108/(1.821950)=90(T)

7、计算变压器次级线圈Ns

　　在输入电压最小、工作周期最大时，计算变压器次级线圈Ns�?/span>

　　　　　　　 Vout+Vd=Vin(min)Dmax/(1-Dmax)Ns/Np　　　 �?/font>Vd是整流管压降�?/span>

　　　　　　　 Ns=Np(Vp+Vd)(1-Dmax)/(Vin(min)Dmax)
　　　　　　　　 =90(5+1)(1-0.45)/(2320.45)
　　　　　　　　 =2.84(T)

取整数为3圈�?/span>

　　电源输入电流�?/font>14A�?/font>400c.m/A14A=5600(c.m)，考虑到集肤效应和生产作业方便，我们采�?/font>1400c.m�?/font>4条线并联联使用，AWG NO�?/font>18即可�?/span>

　　高频变压�?/a>的设计方法很多，希望此例对大家有所帮助�?/span>

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