開關(guān)電源反激變壓器選型設(shè)計步驟簡介

張小飛，譚武杰

(易事特集團股份有限公司，廣東東莞，523808)

開關(guān)電源反激變壓器選型設(shè)計步驟簡介

張小飛，譚武杰

(易事特集團股份有限公司，廣東東莞，523808)

開關(guān)電源廣泛應用于電氣行業(yè)，具有效率高、重量輕、穩(wěn)壓范圍寬、安全可靠、功耗小等優(yōu)點。反激拓撲是開關(guān)電源中最簡單的隔離拓撲結(jié)構(gòu)，具有元件少、成本低、自動復位等顯著特點，而且既可以升壓也可以降壓，具備其它拓撲結(jié)構(gòu)無法替代的優(yōu)勢，而反激變壓器則是此拓撲結(jié)構(gòu)中最為關(guān)鍵的器件。

開關(guān)電源；反激；變壓器；流程圖

1 開關(guān)電源反激拓撲結(jié)構(gòu)簡介

反激拓撲基本組成：整流單元、穩(wěn)壓/濾波電容、反激變壓器、MOS管、UC3845、輸出整流二極管、輸出電容。基本原理如下：交流輸入Vac經(jīng)過整流單元D1/D2/D3/D4得到脈動的直流電，再經(jīng)過穩(wěn)壓/濾波電容C1的作用后得到較為平滑的直流電Vin，緊接著通過UC3845控制MOS管的開通與關(guān)斷，來實現(xiàn)反激變壓器T1儲存能量與釋放能量，最后通過輸出電容C2得到穩(wěn)定的直流輸出Vo。

2 開關(guān)電源反激變壓器組成簡介

2.2 骨架(BOBBIN)

骨架在變壓器中起支撐線圈的作用，其形狀可分為立式、臥式、子母式等。

2.3 套管(TUBE)

套管主要用于繞組繞線引出端到骨架引腳或到PCB間的保護及絕緣。

2.4 絕緣膠帶(TAPE)、空隙膠帶(Margin Tape)

絕緣膠帶：主要用于層與層之間做隔離；空隙膠帶：主要用

圖1 開關(guān)電源反激拓撲架構(gòu)

一般變壓器主要由以下部分組成：磁芯(CORE)、骨架(BOBBIN)、套管(TUBE)、絕緣膠帶(TAPE)、空隙膠帶(Margin Tape)、漆包線(WIRE)等。

2.1 磁芯(CORE)

磁芯主要分為金屬合金和鐵氧體兩大類。金屬合金類特點：高導電率、高飽和磁通密度Bs（可以高達2T），主要應用在低頻范圍內(nèi)。鐵氧體類特點：高電阻率、低飽和磁通密度Bs（0.3-0.5T）、成本低，主要應用在高頻范圍內(nèi)，反激變壓器用的就是這類磁芯。

于固定繞線。

2.5 漆包線(WIRE)

漆包線有很多種類，主要區(qū)別是漆包層的材質(zhì)、厚度、耐溫等級。材質(zhì)一般是聚脂化合物；耐溫等級一般有B（130℃）、F（155℃）、H（180℃）；根據(jù)絕緣層厚度的不同，又可分為0種線、1種線、2種線，0種線絕緣層厚度最大，2種線絕緣層厚度最小。

3 開關(guān)電源反激變壓器選型設(shè)計思路框圖及舉例說明

如下所示為開關(guān)電源反激變壓器選型、設(shè)計思路的一般框圖。

圖2 開關(guān)電源反激變壓器選型、設(shè)計思路圖

該設(shè)計框圖中各符號的定義如下：Vin/Vin_min/Vin_max-變壓器的輸入值；Vo/Vo_min/Vo_max-輸出電壓值；Po-總的輸出功率；Eff-反激效率；fs-UC3845的開關(guān)頻率；Dmin/Dmax-UC3845的占空比；Lp-變壓器的感量；△I-開通/關(guān)斷時的電流變化量；Ap-磁芯規(guī)格；Ae-磁芯有效截面積；Aw-磁芯窗口面積；Ip-初級電流；Bmax-最大磁通密度；Np-初級繞線股數(shù)；Ns-次級繞線股數(shù)；Nps-匝數(shù)比；K-實際窗口系數(shù)；lg-氣隙長度；Pin-輸入功率；u0-空氣的磁導率（常數(shù)）。

在電路設(shè)計時，根據(jù)已知或假設(shè)的參數(shù)及框圖所示步驟計算出此反激變壓器的各項參數(shù)，從而得到其打樣參數(shù)，最后打樣并測試確認各項參數(shù)是否符合設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

以上對開關(guān)電源、反激變壓器結(jié)構(gòu)及選型設(shè)計過程進行了一個簡單的概述，使我們對開關(guān)電源、反激變壓器知識有了一定的了解和掌握。電路設(shè)計是一項嚴謹而又嚴肅的工作，不光需要一定的知識積累，還需要足夠的細心和耐心，希望大家在實際工作中不斷地積累新積累，不斷地提高個人設(shè)計能力，同時養(yǎng)成一個良好的工作習慣。

[1]王兆安,劉進軍.電力電子技術(shù)-第五版.北京.機械工業(yè)出版社，2010.

[2]陳堅,康勇.電力電子學-第三版.北京.高等教育出版社，2011.

Design of flyback transformer selection for switching power supply

Zhang Xiaofei，Tan Wujie
(East Group Co.,Ltd ,Dongguan Guangdong,523808)

Switching power supply is widely used in the electrical industry, with high efficiency, light weight, wide voltage range, safe and reliable, low power consumption, etc.. The flyback topology is isolated switching power supply topology in the most simple, has less components, low cost, automatic reset and other notable features, and can also boost buck topology with other irreplaceable advantages, and the flyback transformer is the key device for the most topology.

switching power supply; flyback; transformer; flow chart