开关电源功率变压器的设计方法

（1）单端反激式计算

1）变压器输入输出电压

一次绕组输入电压幅值UP1=Ui－△U1

式中：Ui——变换器输入直流电压（V）

△U1——开关管及线路压降（V）

二次绕组输出电压幅值UP2=U02＋△U2

……

UPi=U0i＋△Ui

式中：U02…U0i——直流输出电压（V）

△U2…△Ui——整流管及线路压降（V）

2）一次绕组电感 临界值(H)

式中：n——变压器匝数比n=tonUp1/toffUp2

ton——额定输入电压时开关管导通时间（μs）

toff——开关管截止时间（μs）

T——开关电源工作周期（μs），T=1/f，f

工作频率（Hz）

Po——变压器输出直流功率（W）

通常要求一次绕组实际电感Lp1≥Lmin

3)确定工作磁通密度

单端反激式变压器工作在单向脉冲状态，一般取饱和磁通密度值（Bs）的一半，即脉冲磁通密度增量

△Bm=BS/2(T)

4）计算磁心面积乘积

　　Sp=392Lp1Ip1D12/△Bm(cm4)

式中：Ip1——一次绕组峰值电流

Ip1=2Po/Up1minDmax(A)

式中：Up1min——变压器输入最低电压幅值（V）

Dmax——最大占空比，Dmax=tonmax/T

D1——一次绕组导线直径（mm），由一次

绕组电流有效值I1确定，单向脉冲时

I1=Ip1（ton/T）0.5

5）空气隙长度

lg=0.4πLp1Ip12/△Bm2SC(cm)

6）绕组匝数计算

一次绕组，有气隙时

N1=△Bmlg×104/0.4πIp1(匝) 无气隙时(匝)

式中：LC——磁心磁路长度（cm）

　　μe——磁心有效磁导率，由工作的磁通密度和直流磁场强度及磁性材料决定，查阅磁心规格得出。

二次绕组N2=[Up2(1－Dmax)/Up1minDmax]N1

……

Ni=[Upi(1－Dmax)/UpiminDmax]N1

　　（2）单端正激式计算

　　单端正激式电路工作的特点是一、二次绕组同时工作，另加去磁绕组，因此计算方法与双极性电路类似。

1）二次绕组峰值电流等于直流输出电流，即IP2=I02

2）二次绕组电压幅值

开关电源功率变压器的设计方法

Up2=(Uo2＋△U2)/D(V)

式中：Uo2——输出直流电压（V）

　　△U2——整流管及线路压降（V）

　　D——额定工作状态时的占空比D=ton/T

3）变压器输出功率

P2= (DUp2Ip2)(W)

式中：Up2——变压器输出电压幅值（V）

Ip2——二次绕组峰值电流（A）

4）确定磁心体积

　　Ve=(12.5βP2×103)/f(cm3)

式中：β——计算系数，工作频率f=30～50kHz时，

β=0.3