杏彩体育:电源知识——反激变压器设计过程

　　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。

　　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。

　　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℃。

　　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。

　　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。

　　B（max）的计算结果，不要超过我们选型的铁心的额定值，并进行降额、并考虑外壳导致散热不良带来的影响，并留有余量。

　　反激变压器工作在第一象限，最高磁密应留有余度，故选取B=0.3T，反激变压器的系数K=0.0085（K1是反激变压器在自然冷却的情况下，电流密度取420A/cm时的经验值。）

　　EPC磁芯主要为平面变压器设计的，具有中柱长，漏感小的特点。EPC19磁芯的AP值约为0.11cm4，稍大于计算所需的AP=0.09 cm4。若再选用小一号的磁芯EFD15,其AP值约为0.047 cm4，小于计算所需的AP=0.09 cm4，不符合要求，故选用EPC19磁芯。

　　当变压器决定后，变压器的Bobbin（骨架）即可决定，依据Bobbin（骨架）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。

　　而0.72mm大于了2倍的集肤深度，使铜线的利用率降低，故采用两根0.35mm的漆包线并绕。

　　自供电绕组线径：由于自供电绕组的电流非常小只有5mA，因此对线径要求并不是很严格，在这里主要考虑为便于与次级更好的耦合及机械强度，因此也采用裸线mm的漆包线进行绕置，使其刚好一层绕下，减小与次级之间的漏感，保证短路时使自供电电压降低。

　　原边交流电阻与直流电阻比：由于原边采用包绕法，故原边绕组层数可按两层考虑，根据上式所求的Q值，查得。

　　Pcv为磁芯功率损耗，由峰值磁通密度摆幅、工作频率60KHz及工作温度100℃可在厂家手册上查出其损耗约为30mw/cm3。

　　总结：通过上述计算可知，当环境温度为85℃时，变压器最高温度在96℃左右，符合磁芯的最佳工作温度。同时采用包绕法使得漏感仅为70uH(1KHz时)/15uH(100KHz时)，小于3%，效果较理想。