開關電源的反激式變壓器設計

1〕反激式變壓器設計介紹

反激式電源變換器設計的關鍵因素之一 是變壓器的設計。在此我們所說的變壓器不是真正意義上的變壓器，而更多的是一個能量存儲裝置。在變壓器初級導通期間能量存儲在磁芯的氣隙中，關斷期間存儲的能量被傳送給輸出。初次級的電流不是同時流動的。因此它更多的被認為是一個帶有次級繞組的電感。

反激電路的主要優勢是成本，簡單和容易得到多路輸出。反激式拓撲對于100W以內的系統是實用和廉價的。大于100W的系統由于著重降低裝置的電壓和電流，其它諸如正激變換器方式就變得更有成效。

反激式變壓器設計是一個反復的過程，因為與它的變量個數有關，但是它不是很困難，稍有經驗就可快速和容易的處理。在變壓器設計之前的重點是定義電源參數，諸如輸入電壓，輸出功率，最小工作頻率，最大占空比等。根據這些我們就可以計算出變壓器參數，選擇合適的磁芯。如果計算參數沒有落在設計范圍內，重復計算是必要的。利用網站上的EXCEL電子表格可以容易的處理這些步驟。

屬于ISMPS IC的IR40xx系列最初設計應用于準諧振方式，這意味變壓器工作于不連續模式（磁場不連續，當變壓器中的能量傳遞到次邊后磁場反回到零）。在PRC模式中的變壓器通常也工作于不連續狀態，若工作于連續狀態時工作頻率設置的很低（約20KHZ時一般不實用，因為需要較大尺寸的磁芯）。因此本應用手冊僅包含不連續設計的實例。2〕電源設計所需的標準

在開始變壓器設計之前，根據電源的規范必須定義一些參數如下：

1〕最小工作頻率－ｆmin

2〕預計電源效率－η≈0.85~0.9(高壓輸出 )，0.75~0.85（低壓輸出）

3〕最小直流總線電壓－Vmin如110V時最小輸入電壓85Vac，可有10V抖動）

4〕最大占空比－Dm（建議最大值為0.5）

5）串聯諧振電容值－Cres

現在可以計算氣隙的厚度了。氣隙僅在磁芯的中間部分研磨，這樣有助于防止磁芯邊沿磁通泄漏對周圍元件產生EMI噪聲（然而對于發展中或小的產品用絕緣材料墊在磁芯外部獲得所需氣隙是可以接收的。但必須切記外部氣隙是計算值的一半）。Ig最小是0.051mm，這是Alg的約束和研磨容許誤差。 

注意此處計算的初級所用CMA（電流容量）要確保與初級和次級的電流容量相匹配。由所計算的CM值從導線規格表中選擇合適的導線。若可能的話總是在相鄰低點的AWG號（它是相鄰較大導線規格）附近取值。次級導線規格大于26AWG時建議不使用單根導線，其原因在前面關于初級導線規格時已提及到，所以繞組就需要用小規格的導線或者絞合線（它通常是多股導線編織而成這種導線一般是定做，價格昂貴，但它使用效果好）并聯使用。當使用并聯導線時應確信全部CM值在前面計算值的10%之內。同法可計算出輔助繞組所需的導線規格。 

為了初、次級間有最強的耦合，次級繞組應充滿整個骨架寬度。由于次級繞組通常只有很少的匝數，所以能通過繞組并聯達到此目的。