變壓器設(shè)計公式

1、所謂“單端”，在設(shè)計變壓器之前還要知道，反激式變換器以單端方式工作指的是變壓器線圈僅使用了磁通的一半，由于電流和磁通在單端方式工作中從不 會向負的方向轉(zhuǎn)換，所以就有一個潛在的問題，即會驅(qū)動磁芯進入飽和狀態(tài)36 C解決磁芯抗飽和的問題可以采用兩種辦法。第一，增加磁芯的體積，這樣顯然會使變壓器的體積增大，乃至整個變換器 體積增加，所以，一般我們不采用這種方法。第二，給磁芯的磁通通路開一個空氣隙，使磁芯的磁滯回線變得“扁平” ， 這樣，對于相同的直流偏壓，就降低了工作磁通的密度。一般情況下， 設(shè)計者采 用第二種方法解決問題，它會使變壓器的體積更小，結(jié)構(gòu)簡單。1.工作在電流斷續(xù)模式下的變壓器設(shè)計1）

2、一次側(cè)電流峰值Ip。由于單管變換器均為直流電向變換器供電，單管變 換器獲得的功率由電壓、電流直流分量（或稱為平均值）決定，輸入電壓為直流, 輸入電流為電流斷續(xù)的鋸齒波電流，則輸出功率為1Pout-U in min I p Dmax2式中，Rut為輸出功率；Unmin為最小直流輸入電電壓；Ip為開關(guān)管峰值電流;dax為最大占空比；刀為變換器轉(zhuǎn)換效率。通過式（）可以整理為2PoutU in min Dmax2） 一次側(cè)電流有效值:1 Prms 1 PD max33) 一次側(cè)電感值:LpUinmintonmaxIp4) 一次側(cè)繞線截面面積:Sp1 Pr msJ PJp一次側(cè)導線電流密度,般取 3A/

3、mn25) 一次側(cè)繞線直徑:P6) 一次繞組匝數(shù):NpUinmintonmax 1。0BmAeABm為最大磁式中，M為變壓器一次繞組匝數(shù)；tonmax最大導通時間，S； 通密度擺幅，Gg A為磁芯有效截面積，cm2。7)二次繞組匝數(shù)：maxin minmaxZ Np U out UfNsUr式、中，NS為變壓器二次繞組匝數(shù)；UOut為輸出電壓；UF為輸出整流二極管導通電壓；為變壓器一次側(cè)的反沖電壓；dax為最大占空比。8）二次側(cè)電流峰值:2PoutU out 1 D max9）二次側(cè)電流有效值:I Srms1Dmax310）二次側(cè)繞線截面面積:SSI SrmsJ SJs一次側(cè)導線電流密度，一般

4、取3A/mn2或稍高一些。11）二次側(cè)繞線直徑:S-Ss12）磁路氣隙:Bm2.工作在電流連續(xù)/斷續(xù)混合模式下的變壓器設(shè)計工作在這種狀態(tài)下的變壓器，首先確定電流臨界工作狀態(tài)對應的直流輸入電 壓。1)臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電流峰值:2PoutI BP U b in min D B max B式中，UB-inmin為臨界狀態(tài)下的最小直流輸入電壓;比；刀B為臨界狀態(tài)下變換器轉(zhuǎn)換效率。2)臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電流有效值:iDBmaxI BPrms IBP、_33)臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電感:U B in minL BP ' t B on maxI BP其中，t B-onma為臨界狀態(tài)時最大導

5、通時間。4)臨界狀態(tài)下變壓器一次繞組匝數(shù):U B in min t B on max 10NbpBmAe5)臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)繞線截面面積:q I BPrmsSbpJ P()max為臨界狀態(tài)下最大占空()()()()Jp一次側(cè)導線電流密度，一般取 3A/mn26）臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)繞線直徑:BP4Sbp7）臨界狀態(tài)下變壓器二次繞組匝數(shù):U BRD B maxU B in min1 DBmaxN BSN BP U B out U FU BR式、中，NBs為臨界狀態(tài)下變壓器二次繞組匝數(shù)；UB-out為臨界狀態(tài)下輸出電壓;UF為輸出整流二極管導通電壓；UBr為臨界狀態(tài)下變壓器一次側(cè)的反沖電壓

6、；DBmax為臨界狀態(tài)下最大占空比。8）臨界狀態(tài)下變壓器二次側(cè)電流峰值:,2PoutI BSU b out 1 D BmaxB9）臨界狀態(tài)下變壓器二次側(cè)電流有效值:1 D b maxb maxI BSrms I BS 310）臨界狀態(tài)下變壓器二次側(cè)繞線截面面積:q I BSrmsSbsJ sJs一次側(cè)導線電流密度，一般取3A/mn2或稍高一些11）臨界狀態(tài)下變壓器二次側(cè)繞線直徑:BS . 4 SBS12）臨界狀態(tài)下變壓器磁路氣隙:0.4I BP N BPl BgBm工作在電流連續(xù)狀態(tài)最小直流輸入電壓UC-inmin下的占空比可按照反激變換器臨界狀態(tài)來計算:DC maxU BRBRU C in

7、min U br連續(xù)狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電流變化值為:I CPC in min .tC on maxLCP1Pout二"UC in min DC max I CP12I CP 2工U C in min DC max 2 I CP12I CPI CP12Pout2 Uc inmin DCmax CI CP其中，LCP為連續(xù)狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電感；t C-onmax為連續(xù)狀態(tài)下最大導通時 間；I CP1為連續(xù)模式下變壓器一次側(cè)電流峰值；I CP2為連續(xù)模式下開關(guān)管開通時變 壓器一次的電流值。接下來核實在這種混合狀態(tài)下變壓器一次側(cè)電流峰值與電流斷續(xù)時的變壓 器一次側(cè)電流峰值之間的量值之比。如

8、果相差很小，可以不考慮差別。在連續(xù)模式最低輸入電壓時，核實變壓器一次側(cè)電流變化是否小于電流斷續(xù)狀態(tài)，如果小，變壓器就可按照臨界狀態(tài)參數(shù)設(shè)計，否則分開設(shè)計，考慮周全。4.5.4 變壓器磁芯的選擇（ 1 ）磁芯材料的選擇從變壓器的性能指標要求可知，傳統(tǒng)的薄帶硅鋼已很難滿足變壓器在頻率、使用環(huán)境方面的設(shè)計要求。磁芯的材料只有從坡莫合金、鐵氧體材料、鈷基非晶態(tài)合金和超微晶合金幾種材料中來考慮。坡莫合金、鈷基非晶態(tài)價格高，約為鐵氧體材料的數(shù)倍，而飽和磁感應強度 Bs也不是很高，且加工工藝復雜。從車載變換器的抗震性能考慮，應該選擇燒結(jié)物硬度大、對應力不敏感的磁芯材料。因此，綜合幾種材料的性能比較，還是選擇

9、了飽和磁感應強度Bs較高，溫度穩(wěn)定性好， 價格低廉，加工方便的性價比較低的鋅錳鐵氧體材料作為本實驗樣機的變壓器磁芯。（ 2）磁芯型號的選擇磁芯型號的選擇有兩種方法可供參考：1 ）查表法目前有很多變壓器生產(chǎn)廠家根據(jù)平時生產(chǎn)，校準、 核實， 列寫了一些關(guān)于電子變壓器設(shè)計參數(shù)表，表中涉及的變壓器的參數(shù)相當齊全。所以， 我們在選擇變壓器磁芯型號時，就可以根據(jù)變換器的輸出功率、開關(guān)頻率以及拓撲結(jié)構(gòu)粗略地選擇變壓器型號，查出設(shè)計所需要的參數(shù)。這種方法方便快捷。但是參數(shù)不精確，繞制過程中需要不斷核實。2）面積法采用面積乘積公式（AP法）選擇變壓器磁芯型號，經(jīng)驗公式為:APAeAwL P I maxI Pr msBmaxKi注：AP單位：cm4其中，Lp為變壓器初級電感值（HD ； I max為最大峰值短路電流（A） , Bmax為 飽和磁通密度（T） , IPrms為滿載初級電流有效值（A） ； K1為參考系數(shù)，反激變 壓器：K=。電