反激变压器设计(标准格式)

2024年2月4日发(作者：)

AC-DC 5W磁参数计算

05/110SO5

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第一部分 变压器的设计

一、变压器设计步骤：

由于XRA05/110S05是采用反激的电路拓扑结构，故变压器按反激变压器进行设计。具体步骤如下：

1、 决定电源参数。

2、 计算电路参数。

3、 选择磁芯材料。

4、 选择磁芯的形状和尺寸。

5、 计算变压器匝数、有效气隙电感系数及气隙长度。

6、 选择绕组线圈线径。

7、 计算变压器损耗和温升。

下面就按上述步骤进行变压器的设计。

二、设计过程：

1、电源参数：（有些参数为指标给定，有些参数从资料查得）

Vacmin=

Vacmax=

最小交流输入电压值: 85 V

最大交流输入电压值: 265 V

电网频率:

变压器工作频率:

输出电压:

输出电流:

FL= 50～440

Fs= 60000

Vo= 5.1

Io= 1．0

Hz

Hz

V

A

4

输出功率:

电源整机效率:

损耗分配因数:

自供电电压:

整流桥的导通时间:

输入电容容量:

最大占空比:

电流比例因数:

初、次级之间耐压:

2、计算电路参数：

最低直流输入电压：VdcminPo= 5.1

η≥ 0.75

Z= 0.5

VB= 10

tC= 0.0032

CIN= 10

DNAX= 0.47

KRP= 0.65

≥2500

W

V

S

uF

Vac

2PO(1/2fLtC)(2Vacmin()72(V)

CIN2将相关参数代入上式：Vdcmin=72(v)

最高直流输入电压：VdcmaxVacmax2375(V)

计算低端输入时：

原边平均输入直流电流值：IAVG原边峰值电流：IPPO0.094(A)

VdcminIAVG0.3(A)

1(KRP/2)DMAX原边脉动电流：IRIPKRP0.19(A)

原边有效值电流：IRMSDMAX(IP变压器原边电感量：LP2IIPIRR)0.14(A)

3Z(1)2.5(mH)

2PO106IPKRP(1KRP/2)fS2

Z为损耗分配因数，如果Z=1.0表示所有损耗都在副边，如果Z=0表示所有的损耗都在原5

边，在这里取Z=0.5表示原副边都存在损耗。

3、选择磁芯材料：

铁氧体材料具有电阻率高，高频损耗小的特点，且有多种材料和磁芯规格满足各要求，加之价格较其它材料低廉，是目前在开关电源中应用最为广泛的材料。同时也有饱和磁感应比较低，材质脆，不耐冲击，温度性能差的缺点。

在此次设计中，采用的是用于开关电源变压器及传输高功率器件的MnZn功率铁氧体材料PC40,其初始磁导率为2300±25％，饱和磁通密度为510mT（25℃时）/390mT（100℃时）,居里温度为215℃。

选择磁芯材料为铁氧体，PC40。

4、选择磁芯的形状和尺寸：

在这里用面积乘积公式粗选变压器的磁芯形状和尺寸。具体公式如下：

反激变压器工作在第一象限，最高磁密应留有余度，故选取BMAX=0.3T，反激变压器的系数K1=0.0085（K1是反激变压器在自然冷却的情况下，电流密度取420A/cm2时的经验值。）

LI1.2IRMSAPAWACPo•BK1MAX4/30.09cm4

磁芯型号：查EPC磁芯系列—EPC19，磁芯参数为：

磁芯有效截面积:

磁芯窗口面积:

磁路长度:

Ae=

Aw=

Le=

22.7 mm2

50 mm2

0.461 mm

nH/T2

无气隙电感系数: Al= 940

6

磁芯体积:

骨架绕线宽度:

Ve=

Bw=

0.9 cm3

11.9 mm

EPC磁芯主要为平面变压器设计的，具有中柱长，漏感小的特点。EPC19磁芯的AP值约为0.11cm4，稍大于计算所需的AP=0.09 cm4。若再选用小一号的磁芯EFD15,其AP值约为0.047

cm4，小于计算所需的AP=0.09 cm4，不符合要求，故选用EPC19磁芯。

5、计算变压器各绕组匝数、有效气隙电感系数及气隙长度：

原边绕组匝数：NPIPLP108(T)

AeBMVOVD1DMAX10(T)

VdcminVDSDMAX副边绕组匝数：NSNP上式中：VD为输出整流管正向压降，由于选用肖特基二极管，故其正向压降为0.4V，

VDS是VIPer导通期间漏极-源极的平均电压值，主要与原边电流大小、导通时的漏源间电阻RDS(ON)、工作温度有关，在这里设为5V。

自供电匝数NB：采用简单的半波整流电路，可依副边匝数的思路进行计算:

NBVBVBDNS19(T)

VOVDVBD为自供电整流管正向压降，由于选用了普通硅二极管，故其正向压降为0.7V。

有效气隙电感系数：ALG1000LP2218.57(nH/T)

2NP无气隙时的相对磁导率:

rAELE1520

0.4AE100.4NP2AELE100.1(mm)

气隙长度：LgL100rP

6、 选择绕组导线线径：

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