分析一下正激式拓扑结构变压器的设计流程

我们之前说过，如果把电源比作一个人的话，那么变压器就相当于是人的心脏，由此可见，变压器在电源中的是多么重要。

对于不同拓扑结构的变压器是完全不同的，不同输出功率的变压器也是不能共用的。

今天我们分析一下正激式拓扑结构的变压器的设计流程。

变压器主要是有两个基本功能的，那就是实现输入和输出之间的电隔离和升高或者降低脉冲调制后的交流输入电压幅值。

正激变压器除了磁芯材料本身磁化一部分能量外，其他位置是不能存储能量的，变压器起的主要作用是充当能量传输的介质；所以我们在进行变压器设计时要考虑两个重要的事项：

1.在电源工作的整个过程中，磁通密度的峰值Bmax不能接近或进入磁饱和。

 2.输出的绕组是否能提供满足设计要求的精准的输出电压。

在变压器设计的第一步就是确定一次绕组的匝数；我们要用到从选定的磁芯和磁性材料的数据手册中查到的参数，同时，磁通密度的最低值也应该确定下来。我们一次绕组匝数可以用以下公式确定：

Npri=Vin(nom)/(4*f*Bmax*Ac);

其中：Ac为我们使用的磁芯的有效截面积；

Vin(nom)为输出工作电压

 Bmax为最大的工作磁通密度     

根据一次绕组的匝数，我们就可以确定二次绕组的匝数，如果我们的输出电压为多组的话，那我们可以先计算出功率最大的一组二次绕组匝数，在这个计算过程中，有些人忽略了整流器的压降，这个是不能忽略的，我们可以用以下公式来计算：

Nsec（1）=【1.1*（Vout+Vfwd）】/（Npri*Vin(min)*DCmax）;

其中：Vout为这绕组输出电压；

Vfwd为输出整流器的正向压降；

DCmax为预估最大占空比，依照我们的之间的设计经验取0.95是比较好的；

Vin（min）是预期输入电压的最小值。

用这个公式可以算出在预期的最小输入电压值下需要的二次绕组匝数。

下一步就是根据计算出来的二次绕组匝数来设计其余的二次输出绕组匝数，依照公式：

Nsec（2）=[(Vout（2）+Vd)*Nsec（1）]/(Vout（1）+Vd（1）)；

其中:    Vout(2)为其他绕组的输出电压

Vd为为这组输出电压的整流器正向压降值

我们计算出来的数值通常不是整数，但是我们在绕制磁芯时却只能绕整数圈，这时我们就要取最接近整数的近似值，当然这就会导致输出电压误差增大，这个时候我们就要核对误差后的电压是否会超过或者低于我们要求的范围；如果有些误差太大，我们首先考虑是否能通过更换更高或者更低的整流器来进行校正电压，如果这样还不能满足设计需求，那我们可以考虑在原来的基础上在二次侧加一匝或者减一匝线圈，如果还不能满足要求，那就只能在一次侧增加或减少一圈线圈，但是这样做的结果就是要重新计算二次绕组匝数；在 一次侧增加绕组虽然可以让磁通密度朝小的方向调整，但是可能会使电源在较低的输入电压的场合下，我们的输出电压无法达到我们需求的额定电压。

所以我们在变压器设计时，一定要让所有的输出电压都在我们的可接受误差范围内才算成功。

下一步就要考虑二次绕组是否需要隔离，需不需要使用中间抽头等等。

然后就是要验证绕组匝数和导线规格是否符合磁芯的窗口面积；我们可以通过先求每个绕组的面积，也就是绕组的匝数乘上导线的截面积。然后将各个绕组的截面积进行求和就得到了截面积的总面积，然后检查总面积是否超过磁芯或骨架的窗口面积。

最后就是进行变压器的绕制，我们在进行绕组绕制过程中，要考虑变压器的绕组损耗、漏感、屏蔽和变压器的空间大小。 





审核编辑：刘清