(AC/DC) 变压器设计（数值计算）

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反激式转换器必要的变压器设计时，依据电源规格，算出变压器设计上必要的数值开始。基本上利用各自的公式进行计算。变压器的相关设计信息，会写在该设计所使用的IC1的BM1P061FJ的应用备忘录上面，设计时可以多参考看看。在这里，说明电路图的局部放大帮助大家更容易了解内容。整个电路请参照“设计范例电路”。
本电路图摘录自范例电路中的变压器T1部分。变压器T1除了输入的初级绕组Np和输出的次级绕组Ns外，还包含IC1产生VCC电压的线圈Nd在内。

变压器T1的设计步骤
设计变压器T1时的步骤所示如下。依下列顺序计算出数值，并导出下表变压器的参数。绕组和流动电流的记号，请参照右下方的变压器简略图。

①反激式电压VOR的设定
②次级绕组电感值Ls、二次侧的最大电流Ispk的计算
③初级绕组电感值Lp、一次侧的最大电流Ippk的计算
④变压器尺寸的决定
⑤初级绕组数Np的计算
⑥次级绕组数Ns的计算
⑦VCC绕组数Nd的计算
作为变压器T1参数导出值
铁芯尺寸Lp电感值Np匝数Ns匝数Nd匝数① 反激式电压VOR的设定
反激式电压VOR数值是VO（二次侧Vout加上二次侧二极管D6的VF）乘上变压器的匝数比Np：Ns。设定该反激电压VOR，来决定匝数比Np：Ns及Duty比值。基本公式和示例如下。

例如，匝数比Np：Ns为5.385、Duty(max)将是0.424。根据经验法则，Duty（max）以低于0.5较佳。如果，计算后Duty超过0.5时，请调整VOR。
如果从反激式转换器的工作原理来看，为了让施加在初级绕组的开关用晶体管Vds，也就是VIN+VOR更加明确，而从设定反激式电压VOR开始。另外，一开始也能够采用例如先设定最大Duty比等其他方法。
关于反激式电路的工作和各电压的详细，请参考“反激式转换器的基本电路和特征”的“PWM控制反激式转换器的工作（连续模式）”等项目。
② 次级绕组电感值Ls、二次侧的最大电流Ispk的计算
接着，计算次级绕组电感值Ls和二次侧的最大电流Ispk。以下公式成立在本范例电路为不连续模式这种条件下，相等时刻即是临界点（连续模式和不连续模式的分歧点）。负载电流达到Iomax时也为临界点。
考虑过负载保护点的余量，最大负载电流是Iout的1.2倍。Iout规格为3A，因此Iomax设定为3.6A。Vout=的规格为12V，VF和Duty使用经由公式①计算出来的数值。

经由上述公式，计算次级绕组电感值Ls=8.6μH，以及二次侧的最大电流Ispk=12.5A。另外，也提供一次侧电流波形和二次侧电流波供各位参考。
③ 初级绕组电感值Lp、一次侧的最大电流Ippk的计算
依照以下的公式，代人上述的计算结果，计算出初级绕组电感值Lp和一次侧的最大电流Ippk。

在这里，计算出来的Lp将作为变压器T1的参数导出值之一。
④ 变压器尺寸的决定
变压器铁芯的尺寸是根据输出功率Po（W）来决定。反激式转换器一般输出功率，和铁芯尺寸之间的关联性如下表所示。在本设计范例中Po=36W，因此铁芯尺寸选择EER28。

输出功率Po(W)铁芯尺寸铁芯断面积Ae（mm2）～ 30EI25/EE2541～ 60EI28/EE28/EER2884※上述数值为大略标准。详细内容请向变压器厂商确认。
⑤  初级绕组数Np的计算
初级绕组数Np最初的磁通密度必须设定在容许范围内。请依照下列公式计算。一般的铁氧体铁芯磁通密度B(T)的最大值为0.4T@100℃，所以Bsat=0.35T，代入Lp和Ippk计算初级绕组数Np。

其次，为了避免引起磁饱和现象，根据AL-Value-NI特性来设定Np。此时，必须要满足Bsat的条件计算公式。
AL-Value=280nH/turns2时

对此，Lp为249μH且绕30圈时，AL-Value为249μH/302≒276.7nH/turns2。
经由下方公式计算出NI值。

因为已经算出AL-Value和NI，因此可以从EER28铁芯尺寸的AL-Value-NI特性图，确认未超出容许范围。如果超出范围就必须调整Np。

⑥ 次级绕组数Ns的计算
在计算初级绕组之后，继续计算次级绕组数Ns。先前已经算出初级绕组Np为34圈，Np：Ns为5:1，将这些数值代入下列公式内。

⑦ VCC绕组数Nd的计算
最后计算IC1产生VCC的绕组的匝数。
VCC为15V，从绕组开始经由二极管D6转换成二极管的VF，且VF_vcc为1V时，


因而，计算决定变压器的规格的数值。最初加入依照规格表计算出来的数值后，再根据该规格来设计构造。
铁芯JFE MB3 EER28.5A 或兼容产品Lp249 μHNp30 圈Ns6 圈Nd8 圈整篇读起来会觉得公式非常多，但其实已经算是较为简单的公式，请各位务必试着计算看看。决定大略规格后，可以在获得IC制造厂和变压器厂商协助之下，继续设计变压器。

关键要点:

・基本上需要满足设计电路的变压器设计。
・有不少工程师觉得变压器设计非常麻烦，因此可以寻求IC厂商和变压器厂商支援。