开关电源高频变压器单向设计法[1]

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1、第28卷第3期浙江海洋学院学报(自然科学版)Vo1．28N0-32oo9年9月Joumal0fZhejiang0ceanuniversity(NaturaJSeience1Sep．，2OO9文章编号：1o08—83OX(2o09)03—0358一O5·研究简报-开关电源高频变压器单向设计法陈庭勋(浙江海洋学院机电工程学院，浙江舟山316004)摘要：完整的开关电源变压器设计步骤繁多。对于确定输出功率条件下的开关电源变压器设计，本文推荐简单的六步设计法：确定磁芯尺寸规格，确定开关电源激励频率，确定初级绕组匝数，确定最大

2、激磁电流值，确定变压器初级线圈电感量，确定磁路气隙厚度。改变绕组电感量与绕组匝数相联系的习惯性处理方法，将变压器绕组匝数与磁饱和因素相联系，线圈电感量与磁路磁阻相联系，基本达到一个单向性的设计过程。这一方法特别适合普通设计人员快速入门。关键词：变压器；磁饱和；匝数；电感量中图分类号：TM14；TN86文献标识码：ADesignHighFrequencyTraIlsf0rmer0fSwitchingP0werSupplyCHENTing—xun(ElectI．0mechanicalEngineeringSchoolof

3、zhejang0ceanUniversity，zhoushan316004，China)Abstract：TheconVentionalitydesignprocessismiseellaneousofnormalswitchingpowersuppIytrans—fo珊er．Intheswitchp0wersupplytransf0珊erdesigning，mostofthemaurepr0ceedinginthec0nditi0ntllattheir0utputpowerhaVebeendecided．Thisp

4、aperputfl01wardasixpr0cess：ascertainmagneticcorlestandard，ascertainstimulatefrequencyofswitchingp0wersupply，ascertainprimal了windingcircleam0unts，ascertainm0stcun_entofstimulatemagnetic6eld，ascertaintheprimarywindinginductanceintransf0瑚er．Ascertainmagneticpathwa

5、yreluctance．Ass0ciatebetweenprimarywindingcircleamountsandmagneticsaturati0n，as—sociatebetweenwindinginductanceandmagneticpathwayreluctance．ThemeansisespeciaUyappr0priatef_0raeverymanandthedidacticaldemand．KeywOrds：transf0Ⅱner；magnetiesaturation；circleamounts；i

6、nductance开关电源的设计中，高频变压器的设计是最繁杂的一个环节。开关电源变压器设计所要考虑的因数很多，如磁芯材料特性，工作频率的影响，输送功率大小，导线趋肤效应，散热条件等。不同工作状态开关电源的变压器还有不同的设计步骤，不包括变压器的工艺设计，基本设计就有l5、16步之多[1]。对于多数非专业设计人员而言显得烦琐，难以很快适应和掌握。何况变压器的设计还是一个迭代过程，处理难度更大，以至于当前推出了许多开关变压器设计软件，以图方便，但有时难以把握其实际可行性。其实，若能按一定条收稿日期：2oo9．o2—22基

7、金项目：浙江省教育厅科研项目(2o07O325)作者简介：陈庭勋(1962一)，男，浙江宁波人，高级实验师，研究方向：电子技术应用．E—mail：c@zjedu．o唱第3期陈庭勋：开关电源高频变压器单向设计法359一一一一一一一一一一一‘件分层独立地确定主要参数，设计过程完全可以简化。，、制作【1标、1设计的主要目标＼广_J＼开关电源变压器的设计制作目标是确定“几何尺寸”和“绕组—匝数”。即选用多少大小规格的磁芯?什么结构的磁芯?每个绕组的匝数为多少?图l说明“几何尺寸”和“绕组匝数”影响了磁芯所@⑩能储存的磁场能的

8、多少、线圈最大工作电流、线圈电感量。反过来，图1变压器制作参数之间联系设计时“几何尺寸”和“绕组匝数”要由储存的磁场能的多少、线圈ng．1Tmnsf0meparameterrelation电感量、线圈最大工作电流三大要求来确定。如绕组匝数增多，电感量会增大，磁饱和电流值则相应减小。高频变压器磁芯一般选用铁氧体软磁材料。若以开关电源的最大输出功率