開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計(jì)方法

Pt的大小取決于變壓器輸出功率及輸出側(cè)整流電路形式：

全橋電路，橋式整流：Pt=(1＋1/n)Po　　半橋電路，雙半波整流：Pt=(1/n＋)Po　推挽電路，雙半波整流：Pt=(/n＋)Po式中：Po=UoIo，直流輸出功率。Pt可在（2～2.8）Po范圍內(nèi)變化，Po及Pt均以瓦（W）為單位。n=N1/N2, 變壓匝數(shù)比。

2）確定磁通密度Bm

Bm與磁心的材料、結(jié)構(gòu)形式及工作頻率等因素有關(guān)，又要考慮溫升及磁心不飽和等要求。對(duì)于鐵氧體磁心多采用0.3T（特斯拉）左右。

3）計(jì)算磁心面積乘積Sp

Sp等于磁心截面積Sc（cm2）及窗口截面積So（cm2）的乘積，即

Sp=ScSo=[(Pt×104)/4BmfKwKj]1.16(cm4)

式中：Kw——窗口占空系數(shù)，與導(dǎo)線粗細(xì)、繞制工藝及漏感和分布電容的要求等有關(guān)。一般低壓電源變壓器取Kw=0.2～0.4。

Kj——電流密度系數(shù)，與鐵心形式、溫升要求等有關(guān)。對(duì)于常用的E型磁心，當(dāng)溫升要求為25℃時(shí)，Kj=366；要求50℃時(shí)，Kj=534。環(huán)型磁心，當(dāng)溫升要求為25℃時(shí)，Kj=250;要求50℃時(shí)，Kj=365。

由Sp值選擇適用于或接近于Sp的磁性材料、結(jié)構(gòu)形式和磁心規(guī)格。

（2）計(jì)算繞組匝數(shù)

1）一次繞組匝數(shù)：N1=(Up1ton×10－2)/2BmSc(匝)

式中：Up1——一次繞組輸入電壓幅值（V）

　　ton——一次繞組輸入電壓脈沖寬度（μs）

2）二次繞組匝數(shù)：N2=(Up2N1）/Up1（匝）

……

Ni=(UpiN1）/Up1(匝)

式中：Up2…Upi——二次繞組輸出電壓幅值（V）

（3）選擇繞組導(dǎo)線

導(dǎo)線截面積Smi=Ii/j(mm2)

式中：Ii——各繞組電流有效值（A）

j——電流密度

j=KjSp－0.14×10－2(A/mm2)

（4）損耗計(jì)算

1）繞組銅損Pmi=Ii2Rai(W)

式中：Rai——各繞組交流電阻（Ω），

Ra=KrRd，Rd——導(dǎo)線直流電阻，Kr——趨表系

數(shù),Kr=(D/2)2/(D－△)·△,D——圓導(dǎo)線

直徑（mm），△——穿透深度（mm），圓銅導(dǎo)線△

=66.1/f0.5（f：電流頻率，Hz）

變壓器為多繞組時(shí)，總銅損為

Pm= Ii2Rai(W)

2）磁心損耗Pc=PcoGc

式中：Pco——在工作頻率及工作磁通密度情況下單

位質(zhì)量的磁心損耗（W/kg）

Gc——磁心質(zhì)量（kg）

3）變壓器總損耗Pz=Pm＋Pc（W）

（5）溫升計(jì)算

變壓器由于損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器溫度上升，其溫升數(shù)值與變壓器表面積ST有關(guān)

式中：Sp——磁心面積乘積（cm4）

　　KS——表面積系數(shù)，E型磁心KS=41.3，環(huán)型

磁心KS=50.9

5.2單極性開關(guān)電源變壓器的計(jì)算

設(shè)計(jì)前應(yīng)確定下列基本條件：電路形式，工作頻率，變換器輸入最高和最低電壓，輸出電壓電流，開關(guān)管最大導(dǎo)通時(shí)間，對(duì)漏感及分布電容的要求，工作環(huán)境條件等。