反激变压器设计过程图，反激变压器计算公式

电源参数

根据功率、输入和输出要求选择反激式电源拓扑。

反激变压器的优点是：

1.电路简单，可高效提供多路直流输出，适合多路输出要求。

2、转换效率高、损耗低。

3、变压器匝数比小。

4、即使输入电压在较大范围内波动，也能得到相对稳定的输出。

设计步骤：

1. 确定电源参数。

2. 计算电路参数。

3. 选择磁芯材料。

4. 选择磁芯形状和尺寸。

5. 计算变压器匝数、有效气隙电感系数和气隙长度。

6. 选择绕线线圈的线径。

7. 计算变压器损耗和温升。

电路原理图

步骤一、确定功率参数：（有些参数是通过指标指定的，有些可以从数据中查到）

注：电流比例因子：纹波比，重负载、低收入条件下纹波电流与实际电流的比值。

步骤2. 计算电路参数。

最小直流输入电压：

Z是损失分配因子。 Z=1.0 表示所有损耗都在次级侧。 Z=0 表示所有损耗都在初级侧。这里设置Z=0.5意味着次级侧有损耗。小学和中学。

步骤3.选择芯材。

铁氧体材料具有高电阻率和低高频损耗的特点，并且有多种材料和磁芯规格可供选择，可以满足各种需求。与其他材料相比，铁氧体材料也很便宜，因此目前得到使用。它是应用最广泛的材料。开关电源。同时，它还存在饱和磁感应强度低、材质脆、抗冲击性能低、温度特性差等缺点。

采用锰锌功率铁氧体材料PC40，用于开关电源变压器和大功率输电设备，初始磁导率为230025%，饱和磁通密度为510mT（25）/390mT（100）。 ）。 ).)，居里温度为215。

磁芯材料请选择铁氧体和PC40。

步骤4.选择磁芯的形状和尺寸。

磁性材料对于高频电力电子电路至关重要。磁性材料主要用于电路中的变压器和扼流圈（包括谐振电感器）。

变压器的计算和验证非常重要，因为变压器是整个电源的关键核心。

磁性材料存在磁饱和问题。当磁路饱和时，它会扭曲变压器中的功率传输并降低电感器的电感。对于电源来说，降低有效电感会增加电源的输出纹波并增加通过开关管的峰值电流。开关管的工作点会超出安全工作区，可能会缩短开关管的寿命或造成损坏。磁性材料的另一个问题是居里点温度。

（居里温度）。在此温度下，材料的磁性能发生巨大变化。特别是，材料从铁磁性变为顺磁性。即，渗透率迅速降低几个数量级。实际上，它几乎相当于一个空芯。一些铁氧体的居里点可以达到大约130C。因此，请注意磁性材料的工作温度。

简单来说，有两个问题。电感因饱和而降低，导磁率因居里温度而降低。

因此，在选择变压器时，应仔细考虑以下两个问题：

1. 磁通量必须足够以避免饱和。

2、温度不宜过高。

因此，首先需要计算变压器铁芯磁饱和磁通的最大值B(max)。

确定变压器：的材质和尺寸

根据变压器公式

请对B(max)的计算结果进行降额，使其不超过所选磁芯的额定值，并考虑外壳散热不良的影响并留有余量。

B(max) 有两种算法。

面积乘法（AP法）

几何参数法（KG法）

推导过程相对复杂且不易操作，因此这里不详细讨论。

我们将使用面积乘积公式来粗略地选择变压器铁芯的形状和尺寸。具体公式如下。

由于反激变压器工作在第一象限，需要对最大磁通密度留有余量，因此选择BMAX=0.3T，反激变压器系数K1=0.0085（K1为电流密度）自然冷却，420A时的经验值/cm2。 ）

检查核心型号：EPC 核心系列(EPC19)。核心参数为：

磁芯有效截面积：

AE=

22.7

毫米2

核心窗口面积：

哦=

50

毫米2

磁路长度：

勒=

0.461

唔

无气隙电感：

铝=

940

NH/T2

核心卷：

维=

0.9

立方厘米

骨架缠绕宽度：

体重=

11.9

唔

EPC磁芯主要针对平面变压器而设计，具有中心柱长、漏感小的特点。 EPC19核心的AP值约为0.11cm4，略大于计算所需的AP=0.09cm4。如果选择较小的核心EFD15，则AP值约为0.047 cm4，小于计算所需的AP=0.09 cm4，不满足要求，因此选择EPC19核心。

步骤5：计算变压器每个绕组的匝数、有效气隙电感系数和气隙长度。

1.法拉第电磁感应定律

电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比，因此如果感应电动势表示为

，这就是法拉第电磁感应定律。

如果闭路是多匝线圈，则可以表示为：

。式中， 为线圈匝数，

磁通量的变化，单位，

变化发生所需的时间，单位为

为产生的感应电动势，单位为。

电感的欧姆定律公式：V=L*(dI/dt)

因此，电流型方程推导为：

N*A*B=L*I

初级绕组匝数：

一旦确定了电感、电流、匝数和面积，磁饱和密度也就确定了。

这意味着必须增加匝数才能达到一定的磁饱和密度。

如果原边匝数满足要求，则可根据匝数比关系计算出副边匝数要求。

步骤6. 选择缠绕直径。

在满足磁通量的同时，还需要考虑电流和空间问题。

确定变压器线径和线号：

一旦确定了变压器，就确定了变压器的骨架（骨架），根据骨架（骨架）的槽宽确定变压器的线径和导线数量，导线的电流密度为决定。电流密度通常为6A/mm2。作为参考，电流密度只能作为变压器设计的参考值，以最终温升记录为准。

变压器有效骨架宽度：

LX为初级绕组层数，这里采用4层。

M是线圈每端所需的爬电距离，这里假设为2mm。

（爬电距离是沿两个导电部件之间或导电部件与设备保护接口之间的绝缘表面测量的最短路径。）

骨架绕线宽度：Bw=11.9mm

计算初级绕组（漆包线）的最大允许直径。

由以上计算数据可知，可以绕制裸线直径DIA=0.23mm的漆包线，而漆包线的外径为0.27mm，正好可以绕制4层。

根据所选线径计算初级绕组中的电流密度。

计算次级绕组导体（漆包线）的最大允许直径。

根据以上计算数据，可采用裸线径DIASS=0.72mm的漆包线绕制，但由于铜线在100温度、工作频率60KHz时的趋肤深度，

但0.72mm是趋肤深度的两倍以上，降低了铜线的利用率，因此采用两根0.35mm漆包线并联绕制。

自供电绕组线径：自供电绕组的电流很小，只有5mA，所以线径要求不是很严格。这里的主要考虑是促进二次强度和机械强度之间更好的耦合。也使用裸线直径。仅缠绕一层0.35mm漆包线，减少了次级侧的漏感，并可靠地降低了短路时的自供电电压。

步骤7. 计算变压器损耗和温升

变压器损耗主要包括线圈损耗和铁芯损耗，分别计算如下。

1）线圈损耗：

为铜在100时的电阻率，2.310-6（cm）；为初级绕组的线圈长度，测量为360cm；A为初级绕组的横截面积， 0.23 毫米. 漆包线。

d为原漆包线直径0.23mm，s为线中心距0.27mm，集肤深度为0.31mm。

原边交流电阻与直流电阻之比：由于原边采用绕包方式，故原边绕组层数可视为2层，由上式计算的Q值确定。

为铜在100时的电阻率，2.310-6(cm)；为次级绕组线圈的长度，在80cm处实测；A为两根0.38mm的截面积次级侧是漆包线。

d为二次漆包线直径0.35mm，s为线中心距0.41mm，集肤深度0.31mm。

次级交流电阻与直流电阻之比：次级绕组层数为1。按上式计算Q值：

2）铁损：

Pcv是磁芯功率损耗，制造商手册中指出，根据峰值磁通密度幅值、工作频率60KHz、工作温度100，损耗约为30mw/cm3。

Ve是EPC19 0.105cm3的体积。

总结：从上面的计算可以看出，当环境温度为85时，变压器的最高温度约为96，与磁芯的最佳工作温度一致。同时，通过采用绕包方式，漏感保持在70uH（1KHz时）/15uH（100KHz时），小于3%，效果理想。

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