干货 | 电源——反激变压器设计过程

电源参数

根据功率、输入输出的情况，我们选择反激电源拓扑。
反激式变压器的优点有:
1、 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求。2、转换效率高,损失小。3、变压器匝数比值较小。4、输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出。
设计步骤：
1、决定电源参数。2、计算电路参数。 3、选择磁芯材料。 4、选择磁芯的形状和尺寸。 5、计算变压器匝数、有效气隙电感系数及气隙长度。 6、选择绕组线圈线径。 7、计算变压器损耗和温升。
原理图
步骤一、确定电源参数：（有些参数为指标给定，有些参数从资料查得）


注：电流比例因数：纹波比例，在重载和低收入情况下的纹波电流和实际电流的比例。
步骤二、计算电路参数：
最低直流输入电压：
https://uploadcdn.oneyac.com/upload/news/html_check/1678433905734_3046.png
Z为损耗分配因数，如果Z=1.0表示所有损耗都在副边，如果Z=0表示所有的损耗都在原边，在这里取Z=0.5表示原副边都存在损耗。
步骤三、选择磁芯材料：
铁氧体材料具有电阻率高，高频损耗小的特点，且有多种材料和磁芯规格满足各要求，加之价格较其它材料低廉，是目前在开关电源中应用最为广泛的材料。同时也有饱和磁感应比较低，材质脆，不耐冲击，温度性能差的缺点。        买元器件现货上唯样商城！
采用的是用于开关电源变压器及传输高功率器件的MnZn功率铁氧体材料PC40,其初始磁导率为2300±25％，饱和磁通密度为510mT（25℃时）/390mT（100℃时）,居里温度为215℃。选择磁芯材料为铁氧体，PC40。
步骤四、选择磁芯的形状和尺寸：
高频功率电子电路中离不开磁性材料。磁性材料主要用于电路中的 变压器、扼流圈(包括谐振电感器)中。


变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的。
磁性材料(Magnetic materials)有个磁饱和问题。如果磁路饱和，会导致变压器电量传递畸变，使得电感器电感量减小等。对于电源来说，有效电感量的减小，电源输出纹波将增加， 并且通过开关管的峰值电流将增加。这样可能使得开关管的工作 点超出安全工作区，从而造成开关管寿命的缩短或损坏。磁性材料的另一个问题就是居里点温度(Curie Temperature)。

在这一温度下，材料的磁特性会发生急剧变化。特别是该材料会 从强磁物质变成顺磁性物质，即磁导率迅速减小几个数量级。实 际上，它几乎转变为和空气磁芯等效。一些铁淦氧(ferrites)的居里 点可以低到130oC左右。因此一定要注意磁性材料的工作温度。
简单的说就是两个问题：
1、饱和——引起电感量减小2、居里温度——磁导率减小