開關電源變壓器設計

A. 開關電源變壓器設計

開關電源變壓器的計算（隔離型）：
1、根據電源設計要求，計算出開關電源的功率。
2、根據這個功率，開關電源的工作頻率，選擇開關電源變壓器的磁芯，從而確定Ae、Le等磁芯參數；
3、根據設計開關電源時確定的開關電源變壓器的初級電感值Lp、Ae、磁芯的Bmax、初級峰值電流Ippk，計算出初級圈數 Np_min= (Lp*Ippk)/(B_max×Ae )
4、根據你要求的輸出電壓。計算次級輸出圈數,反饋線圈圈數。
5、根據電流，選擇線徑；
6、校核開關電源變壓器設計後的窗口繞線，是否合乎要求。
這里只是說明了一些基本計算，實際上根據開關電源工作模式，是不同的。這里只是一般AC-DC離線回掃的基本計算，不過這里省略了開關電源其他計算。
具體可參閱《開關電源設計手冊》。

B. 開關電源高頻變壓器設計方法

設計過程：
1﹑當工作在電流連續方式(CCM)時
由：VinDCmin*Dmax=Vf*(1-Dmax),
則有：Vf= VinDCmin*Dmax/(1-Dmax)=106 *0.45/（1-0.45）=86.7V
Vds=VinDCmax+Vf+150,
=370+86.7+150
= 606.7V
匝數比: n=Np/Ns=Vf/Vs=Vf/(VO+VD)=86.7/(3.3+0.6)=22.23
可取n=22, or n=23
1)、計算初級電流峰值Ip2:
1/2*（Ip1+Ip2）*Dmax*VinDCmin=Pout/η
取Ip2=3*Ip1
得： Ip1= Pout/（2*η* Dmax*VinDCmin）
=19.8/（2*0.75*0.45*106）
=0.277A
所以峰值電流Ip2:
Ip2=3* Ip1=3*0.277=0.831A
Ipave=Ip2-Ip1=3* Ip1-Ip1=2*Ip1=2*0.277=0.554A
2)、初級電感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/（Fs*Ipave）=0.45*106/（65*103*0.554）=1325uH
取Lp=1300uH
3)、選磁芯：由Aw*Ae法求出所要鐵芯:
Ap=Aw*Ae=[1.45*Po*104/(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)]*1.14
= [1.45*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]*1.14
=7.2749999999999995px4
選擇EI25，Ap=7.9125px4,Ae=10.25px2,Aw=19.2975px2.
Ap=Aw*Ae=Pt*106/(2*Fs*Bw*J*Ko*Kc)
= 46.2*106 / 2*65*103*2200*3*0.2*1
=6.7250000000000005px4
電流密度J=2~4A/mm2，窗口填充系數Km=0.2~0.4,Bw單位為G，對鐵氧體Kc=1.0
選擇EI28，Ap=15.012500000000001px4,Ae=21.5px2,Aw=17.4575px2.
4)、求初級匝數Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=1300*10-6 *0.831*104/0.22*0.86
= 57 T
取46 T
5)、求次級匝數Np:
輸出為：Vo=+3.3V：Ns=Np/N=46/23=2T
取 2T
6)、求輔助匝數Np:
反饋：Vc=12.5+1=13.5V： Vc/Nc=Vs/Ns
Nc=Vc*Ns/Vs=13.5*2/(3.3+0.6)=6.9T
取7 T
Lg1=0.4*3.14*Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*46*46*0.86*10-8/1300*10-6
=0.0176 cm
7)、返推占空比D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/Toff=(Ns/Np)*Dmax/(1-Dmax)
Dmax=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmin*Ns)
=[(3.3+0.6)*46]/ [(3.3+0.6)*46+106*2]
=179.4/(179.4+212)
=0.458
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmax*Ns)
=[(3.3+0.6)*46]/ [(3.3+0.6)*46+370*2]
=179.4/(179.4+740)
=0.195
2﹑當工作在電流斷續方式(DCM)時, Ip1=0
1)、計算初級電流峰值Ip2:
1/2*（Ip1+Ip2）*Dmax*VinDCmin=Pout/η
1/2*Ip2*Dmax*VinDCmin=Pout/η
Ip2=2* Pout/ η*Dmax*VinDCmin
Ip2=2*19.8/0.75*0.45*106=1.107A
Ipave = Ip2=1.107A
2)、初級電感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/（fs*Ipave）=0.45*106/（65*103*1.107）
=662.9uH
取Lp=660 uH
3)、選磁芯：由Aw*Ae法求出所要鐵芯:
Ap=Aw*Ae=[1.6*Po*10E4(η*Fs*Bw*Kj*Ko*Kc)]1.14
= [1.6*19.8*104/(0.75*65*103*0.22*395*0.2*1)]1.14
=0.3258 cm4
選擇EI28，Ap=15.012500000000001px4,Ae=21.5px2,Aw=0.6983 cm2.
3)、求初級匝數Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=660*10-6 *1.107*104/0.22*0.86
=38.6 T
取39 T
4)、求次級匝數Np:
輸出為：Vo=+3.3V：Ns=Np/N=39/23=1.7 T
取 2 T
5)、求輔助匝數Np:
反饋：Vc=+13.5v：Vc/Nc=Vs/Ns
Nc=Vc*Ns/Vs=13.5*2/3.9=6.9 T
取7 T
Lg1=0.4*3.14*Np2*Ae*10-8/Lp=0.4*3.14*39*39*10-8/660*10-6
=0.029 cm
6)、返推算占空比D:
Vs/VinDCmin=(Ns/Np)*Ton/Toff=(Ns/Np)*Dmax/(1-Dmax)
Dmax=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmin*Ns)
=[(3.3+0.6)*39]/ [(3.3+0.6)*39+106*2]
=152.1/(152.1+212)
=0.42
Dmin=(Vs*Np)/(Vs*Np+VinDCmax*Ns)
=[(3.3+0.6)*41]/ [(3.3+0.6)*41+370*2]
=152.1/(152.1+740)
= 0.17

C. 開關電源如何設計5V1A的變壓器

TYPE MATERIAL Dimensions (mm) Ap Ae Aw AL Le Ve Wt PCL 100kHz 200mT
A * B * C ( cm4 ) ( mm2 ) ( mm2 ) ( nH/N2 ) ( mm ) ( mm3 ) ( g ) @ 100℃ (W)

EF20 PC40 20*9.9*5.65 0.1013 33.50 30.24 1570.00 44.90 1500.00 7.40 0.69

D. 請幫忙設計開關電源變壓器參數，並提供設計的詳細步驟及計算步驟

你好，
變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其餘的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成，如圖所示。查看圖片[變壓器原理]
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由塗漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發熱）、鐵損（鐵心發熱）和漏磁（經空氣閉合的磁感應線）等，為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。

E. 在開關電源變壓器設計中，什麼是變壓器的氣隙氣隙是什麼是兩個磁芯之間的縫隙嗎謝謝!

在變壓器設計中通常為了防止飽和會在磁芯中增加氣隙（原理就需要再去找資料了解了）；氣隙就是在磁迴路中的空氣間隙，一般變壓器會磨中柱來增加氣隙；所以兩個磁芯之間的縫隙也算是氣隙，但沒磨過的磁芯兩個磁芯之間的縫隙很小，通常忽略，常說的氣隙是人為磨出來的部分。

F. 開關電源變壓器設計，變壓器繞線結構及工藝設計中start 和 finish 的走線設計是如何完成的

根據你PCB布線的方便，首先確定原邊線圈的start及finish的2個引腳，一旦完成繞線，就確定了你後續其他線圈的方向，使所有的線圈的start-->finish的繞制方向與第一線圈方向一致。

G. 開關電源變壓器的設計要點有哪些

開關電源變壓器是由電感線圈構成的，所以完全遵循電感器的運算規則，可以版把電源變權壓器初級串聯，也可以在輸出的次級串聯，
1.電源變壓器的次級串聯。 電源變壓器的次級串聯是在單個功率滿足情況下,而次級輸出電壓不滿足時將兩個或多個變壓器的組合。如兩個變壓器的初級輸入為220V,次級輸出為18V時,如要給負載供33V電壓,則可以將兩個變壓器的次級串聯起來應用。電源變壓器的次級串聯也是很容易的,不同的次級輸出只要保證單個變壓器功率的條件下也是可以將其次級串聯應用的。在理想狀況下多個變壓器的初級輸入電壓相同時,總輸出計算式為：V總=V初單/(V1次+V2次+……Vn次)。

H. 設計5V1A的開關電源，變壓器採用什麼規格，匝數比多少比較合理

如果是100~240電壓范圍 。EE13足矣 如果是高壓，用EE10也可以。 原邊120~150匝。副邊10匝左右， 原邊感量控制在3~4mH 反饋繞組根據電路不同設定。

I. 開關電源變壓器設計要考慮那些因素為什麼

首先要知道開關電源的輸出有幾路，每一路輸出的電壓/電流，電源的輸入電內壓以及浮動范圍，容根據這些確定基本電源拓撲選擇合適器件，然後確定電源的震盪頻率和占空比，根據以上條件就可以計算開關變壓器的原邊電流、電感量和原副邊匝比等數據，確定所用變壓器骨架磁芯，最後計算出原邊和副邊的匝數、線經等。
注意繞組與繞組之間的絕緣問題，繞組與繞組間耐壓一般要求達到國際標准AC3750V不擊穿。