开关电源的反激式变压器设计.docx

用于单片集成开关IC开关电源的
反激式变压器设计
索引
TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc217641528"1、反激式变压器设计介绍PAGEREF_Toc217641528\h1
HYPERLINK\l"_Toc217641529"2、电源设计所需的标准PAGEREF_Toc217641529\h1
HYPERLINK\l"_Toc217641530"3、变压器设计步骤PAGEREF_Toc217641530\h1
HYPERLINK\l"_Toc217641531"4、变压器结构PAGEREF_Toc217641531\h8
HYPERLINK\l"_Toc217641532"4.1变压器材料PAGEREF_Toc217641532\h9
HYPERLINK\l"_Toc217641533"4.2绕线方式PAGEREF_Toc217641533\h10
HYPERLINK\l"_Toc217641534"4.3绕组顺序PAGEREF_Toc217641534\h10
HYPERLINK\l"_Toc217641535"4.4多路输出PAGEREF_Toc217641535\h10
HYPERLINK\l"_Toc217641536"4.5漏电感PAGEREF_Toc217641536\h11
HYPERLINK\l"_Toc217641537"5、变压器磁芯类型PAGEREF_Toc217641537\h11
HYPERLINK\l"_Toc217641538"6、线规表PAGEREF_Toc217641538\h12
HYPERLINK\l"_Toc217641539"7、参考资料PAGEREF_Toc217641539\h13
HYPERLINK\l"_Toc217641540"8、变压器元件来源铁芯PAGEREF_Toc217641540\h13
1、反激式变压器设计介绍
反激式电源变换器设计的关键因素之一是变压器的设计。在此我们所说的变压器不是真正意义上的变压器，而更多的是一个能量存储装置。在变压器初级导通期间能量存储在磁芯的气隙中，关断期间存储的能量被传送给输出。初次级的电流不是同时流动的。因此它更多的被认为是一个带有次级绕组的电感。
反激电路的主要优势是成本，简单和容易得到多路输出。反激式拓扑对于100W以内的系统是实用和廉价的。大于100W的系统由于着重降低装置的电压和电流，其它诸如正激变换器方式就变得更有成效。
反激式变压器设计是一个反复的过程，因为与它的变量个数有关，但是它不是很困难，稍有经验就可快速和容易的处理。在变压器设计之前的重点是定义电源参数，诸如输入电压，输出功率，最小工作频率，最大占空比等。根据这些我们就可以计算出变压器参数，选择合适的磁芯。如果计算参数没有落在设计范围内，重复计算是必要的。利用网站上的EXCEL电子表格可以容易的处理这些步骤。
属于ISMPSIC的IR40xx系列最初设计应用于准谐振方式，这意味变压器工作于不连续模式（磁场不连续，当变压器中的能量传递到次边后磁场反回到零）。在PRC模式中的变压器通常也工作于不连续状态，若工作于连续状态时工作频率设置的很低（约20KHZ时一般不实用，因为需要较大尺寸的磁芯）。因此本应用手册仅包含不连续设计的实例。
2、电源设计所需的标准
在开始变压器设计之前，根据电源的规范必须定义一些参数如下：
1）最小工作频率——
2）预计电源效率——≈0.85~0.9（高压输出），0.75~0.85（低压输出）
3）最小直流总线电压——如110V时最小输入电压85Vac，可有10V抖动）
4）最大占空比——（建议最大值为0.5）
5）串联谐振电容值——（建议取值范围为100pFf~1.5nF，见图1）
3、变压器设计步骤
首先计算总输出功率，它包括所有次级输出功率，辅助输出功率和输出二极管的压降。通常主要输出电流若大于1A使用肖特基二极管，小于1A使用快恢复二极管，当小电流输出时辅助绕组可用1N4148整流（建议辅助电压为18V，电流为30mA）

输出功率（）计算的是总的输出功率。
根据变压器的初级电感可由下式计算出。

图1IR40xx系列反激电路典型应用
下一步是计算初级，次级和辅助绕组的变比。下式给出初级（）和次级（）变比的计算公式：

此处是次级输出电压，是次级输出整流管的正向压降。一个好的方法是先计算次级每
伏的匝数，依此可计算出初级的匝数。辅助绕组的匝数可依下式算出。

对于多路输出电源需要反复计算找出最佳变比，需要对输出电压采取一些折中以确保匝数为整