开关电源变压器设计

A. 开关电源变压器设计

开关电源变压器的计算（隔离型）：
1、根据电源设计要求，计算出开关电源的功率。
2、根据这个功率，开关电源的工作频率，选择开关电源变压器的磁芯，从而确定Ae、Le等磁芯参数；
3、根据设计开关电源时确定的开关电源变压器的初级电感值Lp、Ae、磁芯的Bmax、初级峰值电流Ippk，计算出初级圈数 Np_min= (Lp*Ippk)/(B_max×Ae )
4、根据你要求的输出电压。计算次级输出圈数,反馈线圈圈数。
5、根据电流，选择线径；
6、校核开关电源变压器设计后的窗口绕线，是否合乎要求。
这里只是说明了一些基本计算，实际上根据开关电源工作模式，是不同的。这里只是一般AC-DC离线回扫的基本计算，不过这里省略了开关电源其他计算。
具体可参阅《开关电源设计手册》。

B. 开关电源高频变压器设计方法

设计过程：
1﹑当工作在电流连续方式(CCM)时
由：VinDCmin*Dmax=Vf*(1-Dmax),
则有：Vf= VinDCmin*Dmax/(1-Dmax)=106 *0.45/（1-0.45）=86.7V
Vds=VinDCmax+Vf+150,
=370+86.7+150
= 606.7V
匝数比: n=Np/Ns=Vf/Vs=Vf/(VO+VD)=86.7/(3.3+0.6)=22.23
可取n=22, or n=23
1)、计算初级电流峰值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
所以峰值电流Ip2:
Ip2=3* Ip1=3*0.277=0.831A
Ipave=Ip2-Ip1=3* Ip1-Ip1=2*Ip1=2*0.277=0.554A
2)、初级电感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/（Fs*Ipave）=0.45*106/（65*103*0.554）=1325uH
取Lp=1300uH
3)、选磁芯：由Aw*Ae法求出所要铁芯:
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
选择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
电流密度J=2~4A/mm2，窗口填充系数Km=0.2~0.4,Bw单位为G，对铁氧体Kc=1.0
选择EI28，Ap=15.012500000000001px4,Ae=21.5px2,Aw=17.4575px2.
4)、求初级匝数Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=1300*10-6 *0.831*104/0.22*0.86
= 57 T
取46 T
5)、求次级匝数Np:
输出为：Vo=+3.3V：Ns=Np/N=46/23=2T
取 2T
6)、求辅助匝数Np:
反馈：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﹑当工作在电流断续方式(DCM)时, Ip1=0
1)、计算初级电流峰值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)、初级电感量Lp:
Lp= Dmax*VinDCmin/（fs*Ipave）=0.45*106/（65*103*1.107）
=662.9uH
取Lp=660 uH
3)、选磁芯：由Aw*Ae法求出所要铁芯:
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
选择EI28，Ap=15.012500000000001px4,Ae=21.5px2,Aw=0.6983 cm2.
3)、求初级匝数Np:
Np=Lp*Ip2*104/Bw*Ae=660*10-6 *1.107*104/0.22*0.86
=38.6 T
取39 T
4)、求次级匝数Np:
输出为：Vo=+3.3V：Ns=Np/N=39/23=1.7 T
取 2 T
5)、求辅助匝数Np:
反馈：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. 开关电源如何设计5V1A的变压器

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. 请帮忙设计开关电源变压器参数，并提供设计的详细步骤及计算步骤

你好，
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成，如图所示。查看图片[变压器原理]
铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或铝线）绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈（或原线圈），另一个线圈接用电器称为次级线圈（或副线圈）。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损（线圈电阻发热）、铁损（铁心发热）和漏磁（经空气闭合的磁感应线）等，为了简化讨论这里只介绍理想变压器。

E. 在开关电源变压器设计中，什么是变压器的气隙气隙是什么是两个磁芯之间的缝隙吗谢谢!

在变压器设计中通常为了防止饱和会在磁芯中增加气隙（原理就需要再去找资料了解了）；气隙就是在磁回路中的空气间隙，一般变压器会磨中柱来增加气隙；所以两个磁芯之间的缝隙也算是气隙，但没磨过的磁芯两个磁芯之间的缝隙很小，通常忽略，常说的气隙是人为磨出来的部分。

F. 开关电源变压器设计，变压器绕线结构及工艺设计中start 和 finish 的走线设计是如何完成的

根据你PCB布线的方便，首先确定原边线圈的start及finish的2个引脚，一旦完成绕线，就确定了你后续其他线圈的方向，使所有的线圈的start-->finish的绕制方向与第一线圈方向一致。

G. 开关电源变压器的设计要点有哪些

开关电源变压器是由电感线圈构成的，所以完全遵循电感器的运算规则，可以版把电源变权压器初级串联，也可以在输出的次级串联，
1.电源变压器的次级串联。 电源变压器的次级串联是在单个功率满足情况下,而次级输出电压不满足时将两个或多个变压器的组合。如两个变压器的初级输入为220V,次级输出为18V时,如要给负载供33V电压,则可以将两个变压器的次级串联起来应用。电源变压器的次级串联也是很容易的,不同的次级输出只要保证单个变压器功率的条件下也是可以将其次级串联应用的。在理想状况下多个变压器的初级输入电压相同时,总输出计算式为：V总=V初单/(V1次+V2次+……Vn次)。

H. 设计5V1A的开关电源，变压器采用什么规格，匝数比多少比较合理

如果是100~240电压范围 。EE13足矣 如果是高压，用EE10也可以。 原边120~150匝。副边10匝左右， 原边感量控制在3~4mH 反馈绕组根据电路不同设定。

I. 开关电源变压器设计要考虑那些因素为什么

首先要知道开关电源的输出有几路，每一路输出的电压/电流，电源的输入电内压以及浮动范围，容根据这些确定基本电源拓扑选择合适器件，然后确定电源的震荡频率和占空比，根据以上条件就可以计算开关变压器的原边电流、电感量和原副边匝比等数据，确定所用变压器骨架磁芯，最后计算出原边和副边的匝数、线经等。
注意绕组与绕组之间的绝缘问题，绕组与绕组间耐压一般要求达到国际标准AC3750V不击穿。