高频变压器计算书

一、电源计算书

1 电源的基本原理：

因要求大功率，体积较小的电源，用隔离降压型斩波式DC-DC变换器做成的开关电源可满足这要求。

开关电源的基本原理图见下图：

T1将直流电压斩成方波，T1的次级也感应出脉冲波，但由于T1的变比不是1，初、次级脉冲的峰值不一样，起降压作用，次级脉冲波经过C1整流成直流电压。只要控制T1调制的占空比和T1的变比就可以从C1两端得到所要的直流电压。 2 高频变压器的计算。 2.1 计算初级电感峰值电流

假设在最高输入电压AC260V时，最大占空比为δmax=0.25，由于最低输入电压为AC180V，所以

Vin min=180×1.414-22=230V 其中22V为输出电压纹波和整流器压降。

所以根据公式计算峰值电流为（考虑到余量 电源的功率设计为15W） 2Pout 2×15

Ip= ─────── ＝ ────── ＝ 0.522A Vin min×δmax 230×0.25

初级电感的峰值电流也为确定功率开关晶体管的最大集电极电流提供了依据。 2.2 确定最小占空比δmin

最大输入交流电压经整流后的直流电压为

Vin max ＝260×1.4=364V

Vin max 364

K=──────＝ ──── ＝ 1.58 Vin min 230 计算δmin

δmax 0.25

δmin= ───────── = ───────── ＝0.174 (1-δmax)K+δmax (1-0.25)×1.58+0.25

所以，当输入直流电压在230VVin min×δmax 230×0.25

Lp= ──────── = ──────── = 1.62 (mH) Ip×f 0.522×68×103

所以，初级电感量为716μH (式中f=68×103Hz是根据公式计算出的) 2.4 选择磁芯及确定骨架尺寸

按照经验公式进行计算，一般磁芯输出功率和磁芯载面积的经验关系式为： Ae≈0.15√Pt 设Pt=20W 则Ae=0.670(cm2)

Ae为变压器磁芯的有效载面积；Pt为高频变压器的输入输出功率的平均值。 所以选用0.7cm2的磁芯TDKE128型 2.5 计算空气隙Lg

通过查TDKE128型磁材的饱和磁通密度Bsat=4000×10-4T，100℃时，为了使变压器工作在低磁损状态，选工作归大磁通密度Bmax＝1100×10-4T。

由式可得： 0.4πLpIp2 0.4×3.14×1.62×10-3×0.5222

Lg= ─────── ＝ ─────────────── ＝0.0655(cm) AeBmax2 0.7×11002×10-8 2.6 计算变压器初级线圈匝数L1

由公式可得： （LpIp)×104 (1.62×10-3×0.522)×104

L1＝ ─────── ＝ ─────────── ＝109.8≈110(匝) AeBmax 0.7×1100×10-4 2.7 计算各次级线圈绕组

1，自馈电绕组L2

L1（Vout+Vd）(1-δmax) 110(16+1)(1-0.25)

L2＝ ─────────── ＝ ──────── ≈25 (匝) Vin minδmax 230×0.25

2, 5V×2直流输出绕组L3，L4

L1（Vout+Vd）(1-δmax) 110 (5+1)(1-0.25)

L3＝ ──────────── ＝ ───────── ≈9 (匝) Vin minδmax 230×0.25 3, 12V直流输出绕组L5，L6

L1（Vout+Vd）(1-δmax) 110 (12+1)(1-0.25)

L5＝ ──────────── ＝ ───────── ≈17 (匝) Vin minδmax 230×0.25 2, 24V直流输出绕组L7

L1（Vout+Vd）(1-δmax) 110 (24+1)(1-0.25)

L7＝ ────────── ＝ ───────── ≈36 (匝) Vin minδmax 230×0.25 初级线圈匝数： L1=110匝 (分两层绕), L2=24匝 次级线圈匝数： L3=11匝，L4=11匝，L5=17匝，L6 =36匝

2.8 磁芯材料：要有较高的饱和磁通密度，磁芯载面积在0.7立方厘米左右

电气原理图

绕制层叠工艺表:

线圈名 引脚 L4 L6 L5 10-11 1-3 2-3 线径 Φ0.3mm Φ0.3mm Φ0.3mm 匝数 11T 36T 17T 线层 第6层 第5层 第4层 备注 11,12接线端 不接骨架脚引脚，但留出抽头。 L3 L1 L2 5-3 6-7 8-9 Φ0.3mm Φ0.3mm Φ0.3mm 11T 110T 24T 第3层 第2层 第1层 骨架结构俯视图