变压器参数的设计步骤，具体参数有哪些

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-10-11 07:13 标签： 变压器参数
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反激电源变压器设计步骤
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本帖最后由 qwqwqw2088 于
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先说明两个定义：
1.Vor定义为反射电压。
2.Krp定义为电流的波峰比，即峰峰值：峰值。
反激是由Buck-Boost电路演变而来，最苛刻的点为最低输入电压，输出满载时，所以我们要选择这个点来设计。
一.选定反射电压Vor
选反射电压就是确定最大占空比：
D=Vor/(Vor+Vs)
D为占空比，Vor反射电压，Vs最低输入电压（此电压一般为输入的交流Vac*1.2，因为整流后的电解电容不会无穷大）。
此公式由以下推导可得：
& & 当开关管开通的时候，原边相当于一个电感，电感两端加上电压，其电流值不会突变，线性的上升，有公式上升了的I=Vs*Ton/L,这三项分别是原边输入电压，开关管开通时间，和原边电感量。
& &&&在开关管关断的时候，原边电感放电，电感电流下降，同样要尊守上面的公式定律，此时有下降了的I=Vor*Toff/L,这三项分别是原边感应电压，即放电电压，开关管关断时间，和电感量．
& &&&在经过一个周期后，原边电感电流的值会回到和原来一样，不可能会变，所以，有Vs*Ton/L=Vor*Toff/L,，上升了的，等于下降了的，上式中可以用D来代替Ton，用1-D来代替Toff，移项可得，D=Vor/（Vor+Vs），亦是最大占空比。
二.确定原边电流的参数值
无非三个值：平均值、有效值、峰值。
上图为原边电流波形图
前面已经说过了，Krp的定义，我们来解方程吧，方程如下图：
三.选定变压器磁芯
选磁芯有两种方法，一个是用AP法计算，这个计算繁琐，而且也不是太准确，二是经验法，一般靠经验。如果没有经验也没有关系，先选一个磁芯如果不行在换大一点的，慢慢经验积累起来以后，就好了。
四.计算变压器原边匝数、线经等
计算匝数、线经首先要选一个B值，这个B值一般选取在0.1-0.25之间，当然了要以最后核算的B值为准，一般情况不要超0.3，特殊情况可以，一般作为锰锌铁氧体，B值也就到4800GS，即0.48T。
说到这里有个法拉第电磁感应定律公式，V*T=L*I=N*B*S，各个字母代表意思就不用说了吧。线经的载流密度一般4-10A/mm2，如果是铝基板的那种或者强冷风散热另当别论，如果多股线的话，最好不要超过0.4mm并饶，趋肤效应。
五.计算变压器次边匝数、线经等
所有的公式和第四步基本一样，载流密度亦同。
六.计算变压器反馈绕组匝数
计算匝数原理同上，线经选取0.2mm的即可，因为IC一般吃电流也就几个mA，线太细了容易断，太粗了成本受不了。
七.计算变压器电感量
公式还是法拉第电磁感应定律公式。
八.核算以上参数
至此变压器设计基本算完毕。
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变压器设计基本步骤
来源: admin &
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下面通过一个典型的例子，来说明设计一个开关电源功率变压器的过程。设计变压器的主要问题已在前面详细讨论过，在这里将它们用到具体的设计步骤中。有许多设计变压器方法，目前也有设计软件。
设计开始应当首先决定使用参数，例如输入输出电压及其变化范围、功率，工作频率等，不管以后在选择规定磁芯类型和尺寸如何设计不再改变。尽管前面指出了若干预计的方法，磁芯、线圈的决定是一个迭代过程。一旦不满足要求，计算得重新开始。
下面以设计一个正激变压器为例说明变压器设计步骤。为了便于对设计步骤的理解，在设计步骤相应括号中作简要说明。
步骤1：确定变压器设计的电源参数：
Ui范围：&&& 100～190V；（可以用额定电压正负公差表示）
输出：&&&&&& 5V,50A；（输出功率250W，有时输出有一定调节范围或多路输出）
开关频率fs：& 200kHz；（即变压器频率，根据使用的器件，磁芯材料，效率决定）
最大损耗（绝对）：2.5W;（变换器效率决定总损耗，根据经验分配到每个单元）
最大温升℃：&& 40℃；（由磁芯和绝缘允许温度和变换器工作环境温度决定）
冷却方式：&&& 自然通风
步骤2：确定绝对占空度限制Dlim,假定额定低Uimin时Dmax（保证动态响应）和额定UiD：
绝对限制Dlim：0.47（这实际上考虑了复位线圈与初级线圈匝数相等以及动态时磁芯不饱和）
额定Dmax：&& 0.42（最低输入电压时保证输出的最大占空度。与极限值有5％的余量）
额定UiD:：&&& UiminDmax（=42V，当输入电压变化时，初级伏秒不变。也是次级伏秒）
Uimax Dlim：&&& 89.3V（保证在极限伏秒－瞬态下不饱和）
步骤3：计算输出电压加上满载时二极管正向压降和次级IR压降：
&&& &&&&&&Uo’＝5.0+0.4=5.4V
步骤4：计算希望的匝比：如果多路输出，一般首先从最低电压开始。
可能选择的匝比：8:1；7:1或15:2.
步骤5：根据工作频率200kHz，输出功率250W，在手册上选择磁芯材料，例如选择Philips& 公司的3C90材料，材料的损耗曲线如图7-8所示。比损耗为100mW/cm3对应磁通密度摆幅为0.068T。应用面积乘积公式(7-6)得到
根据计算结果，由生产厂提供的手册数据，假定选择磁芯ETD34(AP=1.83cm4
)（图7-9），确定了磁芯尺寸。（根据工作频率选择磁芯材质，相同比损耗时，好的材质允许的磁通密度摆幅大，AP值小， 即磁芯体积减小。这里第一次选择磁通密度摆幅）
步骤6：对于选定的磁芯，查阅手册得到有效截面积，体积，有效磁路长度（cm）。&& Ae=0.97cm2; Ve=7.64cm3;&& le=7.9cm
窗口面积，宽度，高度，每匝平均长度（’－考虑骨架和爬电距离的净尺寸）
& AW/ AW’=1.89/1.23cm2&
bW /bW’=2.36/1.5cm
hW /hW’=0.775/0.6cm
平均匝长lav：5.8/6.1cm（ETD的中柱直径11mm,边柱内径25.6mm,骨架及绝缘占1.1mm的窗口高度，因此线圈内径为11＋2×0.11=13.2mm。因此平均匝长为π(1.32+25.6)）
步骤7：由手册或由使用的EC和ETD系列磁芯窗口面积获得热阻：（或参照Magnetics公司提供的热阻值）
根据最大温升ΔT，计算允许的损耗：
因为少于步骤1的绝对允许损耗2.5W，允许损耗取2.1W。假定磁芯和线圈损耗各一半，即PClim=1W,PWlim=1.1W。（如果按照2.5W计算，线圈温升超过40℃。如果绝对允许损耗小于线圈允许损耗，应以绝对损耗计算线圈，否则电源效率不能保证）
步骤8：损耗限制磁通变化量ΔB
计算磁芯单位体积cm3损耗：
应用这些磁芯损耗值，在所选择的3C90材料损耗曲线(图7-8)，在变压器频率决定“磁通密度”（实际峰值磁通密度）。将其加倍获得损耗限制峰值磁通密度变化量ΔB: 在图曲线中131mW/cm3→,频率200kHz→0.08T。（40℃温升时和绝对允许损耗，允许磁芯比损耗加大。磁通密度第二次迭代）ΔB=2×800Gs=1600Gs=0.16T（相同损耗，单向磁化磁通密度加倍）额定磁通Δφ＝ΔB×Ae
步骤9：根据电磁感应定律计算次级匝数：
步骤10：重新计算2匝时的磁感应变化量和损耗：
步骤11：确定初级匝数。匝比大，峰值电流低，占空度D大，铜损耗大。
步骤12：决定线圈结构,为减少漏感和线圈损耗采用交错结构如图所示。 交错结构使线圈分成两段。每段初级线圈15匝并联。初级电流均等地分配在两个线圈中，因为这样能量传输最低。次级每层1匝铜箔，2匝串联。每层1匝使得线圈厚度可能超过穿透深度Δ，这样减少了直流电阻，而增加了交流电阻。
步骤13：计算200kHz时的穿透深度
步骤14：在Uinmin和Dmax（步骤11）条件下，根据式（6-22）计算每个线圈的直流和有效值交流电流。
步骤15: 确定初级线圈
步骤16：确定次级线圈 &
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本文对二个 C 型铁芯构成的参数变压器的设计方法作了介绍，这个方法是基于一些实验结果。采用这里所介绍的方法，我们能够容易地设计参数变压器。实验结果表明，该试验型参数变压器是按照所设计的来工作，并显示出优越的特性。这里所介绍的方法被用来设计两个 C 型铁芯型的参数变压器，用作交流电源稳压器。
不好我反对
二个C型铁芯型参数变压器的设计方法下载
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