【我是工程师第四季】反激电源高频变压器的设计公式及推导

1. 设计电源时，首先要知道它的参数，输入电压范围Vin、输出电压Vout、输出电流Iout以及预计工作效率η、工作频率f和最大占空比Dmax。知道电源的参数后，选取合适的变压器磁芯来设计变压器。

2. 设计一个变压器是要计算哪些参数呢？我们需要计算它的电感量、匝比n、初次级匝数以及线径

3. 设计步骤以及公式推导

    计算初级匝数：根据法拉第定律

     如果认为磁通随时间是线性增长的，则 ，每次磁通增长过程的时间是工作周期T与占空比的乘积，即 ：  ，而在上述时间中，磁感应强度从0增长到△B，B与Ae的乘积就是磁通，

所以:,故

       又因考虑到电源能在最恶劣环境下正常工作，故

,Uinmin:最小输入电压   Ton=Dmax/f

  计算匝比n

        根据伏秒平衡可得

 Vf:输出二极管压降，一般可忽略

根据上式可反推占空比

  计算次级匝数    

     

计算初级电感量

         Ipk：峰值电流

  线径的选择根据 

电流密度一般取4  同时要考虑变压器骨架的槽宽和槽深

      1. 最低输入电压与电容量C的关系推导

2.  输出电容的计算

     根据库仑定律

  

   

     Vripple：纹波电压

 

3.  开关电源RCD电路参数的选择

     Vs在Vinmax下考虑0.9的降额，则有

      Vs=0.9*Vds-Vinmax              Vs——需要钳位的电压      

                      Vor——反射电压=

      确定R的功率 :         Vds——MOS管耐压

  钳位电容的值 :  △V——纹波电压  一般取钳位电压的10%