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开关电源变压器设计方法及流程 开关电源变压器的设计方法及流程 我们以输出功率为5瓦以下的开关电源为例，讲解一下开关电源变压器的设计。 1?电气要求： ?输入电压：AC 90-264V/50-60HZ ?输出电压：5±0.2 V ?输出电流：1A 2?设计流程介绍：2.1?线路图如下：??说明：W1，W3是做屏蔽用的，对EMI有作用；Np是初级线圈(主线圈)；Nb是辅助线圈；Ns次级线圈（二次侧圈数）。2.2?变压器计算: 2.2.1?变压器的参数说明: 依据变压器计算公式??? ??B(max)?=?铁心饱合的磁通密度(Gauss)??Lp?=?一次侧电感值(uH)??Ip?=?一次侧峰值电流(A)??Np?=?一次侧(主线圈)圈数??Ae?=?铁心截面积(cm2)??B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以浙江东磁公司的DMR40为例，100℃时的B(max)为4000 Gauss，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3600 Gauss之间，若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越高，所以可以做较大瓦数的Power。 2.2.2?决定占空比:由以下公式可决定占空比 ，占空比的设计一般以50%为基准，占空比若超过50%易导致振荡的发生。?? ??NS = 二次侧圈数??NP = 一次侧圈数??Vo = 输出电压??VD= 二极管顺向电压??Vin(min) = 滤波电容上的最小电压值??D =占空比2.2.3?决定Pout，Ip，Lp，Nps，Np，Ns值:Pout=V2 x Iout x 120%V2=Vout + Vd + Vt?? 因为I1p是峰峰值，如下图：? 所以? ???? Lp= ?? 简化后?? Lp= ?????Nps=??? ??Ip = 一次侧峰值电流??I1p = 一次侧尖峰电流值??Pout = 输出瓦数??Vd=开关二级关的正向压降一般为0.55V??Vt=输出滤波线圈的压降，一般取0.2V?? 开关变压器的转换效率?? PWM震荡频率??Nps次级与初级的匝比??Np初级线圈圈数，Ns次级线圈圈数 2.2.4?决定变压器线径及线数:当变压器决定后，变压器的Bobbin即可决定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。 2.2.5?决定辅助电源的圈数:依据变压器的圈比关系，可决定辅助电源的圈数及电压。? 2.2.6?变压器参数计算:??输出瓦数10W(5V/2A)，Core = EE-19，可绕面积(槽宽)=57mm，Margin Tape = 2.8mm(每边)，剩余可绕面积=4.4mm，Ae=52??假设fT = 45 KHz ，Vin(min)=90V， =0.7， ??计算式:??决定占空比:????????????????????????? 假定D=0.48，f=45k??计算Pout，Ip，Lp值:????????? V2=Vout + Vd + Vt??????????? =5+0.55+0.2=5.75Pout=V2 x Iout x 120%????????????? =5.75 x 2 x 1.2 =13.8W??????????? = =0.69A??????????????????????? = 0.69/2.4=0.30A????? Lp= ????????? =? =1.6mH?????Nps=???????????? =5.75/100=0.058?????????????? = =4.1取5圈???? Np=5/0.058=88圈?? 辅助线圈电压为10V，则权数为?????? Nw4=10/100 x 88=9圈??变压器材质及尺寸:??由以上假设可知材质MBR40，尺寸=EE-19，Ae=0.52cm2，可绕面积(槽宽)=12mm，因Margin Tape使用2.8mm，所以剩余可绕面积9.2mm. ??决定变压器的线径及线数:?=0.69A??????????? = 0.69/2.4=0.30A??假设NP使用0.32ψ的线电流密度= 可绕圈数= ??假设Secondary使用0.35ψ的线电流密度= ??假设使用4P，则电流密度= ??可绕圈数= ????? 2.2.7?设计验证将所得资料代入? 〈 0.3T公式中，如此可得出B(max)