反激式开关电源变压器设计

1.电源指标

输入电压：90AC~264AC
输入频率：f=50Hz
输出电压: 12v
输出电流：3A
输出功率：Po=36W
设计效率：75%~80%
输入功率：Pin=48W

2.设定变压器磁通量

变压器在工作的时候温度较高，在设计的过程中取饱和磁芯密度Bs=0.39T，为了防止磁芯出现饱和需要留有一定的裕量，这里在设计的时候取磁通Bm=0.25T

3.计算变压器匝比

根据BOM表的MOS管和二极管的参数，考虑到一定的裕量，通过在MOS管开通和关断的时候，计算匝比N
开关on：0.8VD>Vinmax/N+Vo
其中VD为二极管反向耐压最大值
开关off：0.8Vmos>N*(Vo+Vf)+Vinmax
其中Vmos为MOS管的耐压值
计算取N=8 (5.5~11.5)

4.计算最低输入电压

根据公式：

其中tc=3ms

5.计算最大占空比

根据最低输入电压，最大功率时，占空比最大
Dmax=N(Vo+Vf)/(N(Vo+Vf)+Vinmin)
则最大占空比为0.48

6.计算初级电感的峰值电流

Ip=2Po/(Dmax*Vinmin*η)
则初级电感的峰值电流为1.818A

7.计算初级绕组电流的有效值

Irms=IP*√(Dmax/3)=0.727A

8.计算初级绕组电感量

Lp=Vinmin*Dmax/(Ip*f)
计算可得初级电感量450μH

9.最大导通时间

Tonmax=Dmax/f
计算可得导通时间为7.4us

10.初级匝数的计算

Np=Vin*Tonmax/(Ae*Bm)
计算可得初级匝数为40匝。其中骨架给定，Ae为已知量

11.次级匝数

Ns=Np/N
计算可得匝数为5圈。

12.辅助绕组

辅助绕组根据LD5530R数据手册，设定VCC电压为16V，则有：
Ncc=Vcc*Ns/(Vo+Vf)
计算可知辅助绕组为7匝

13.一次侧绕组径选择

反激变压器绕组导线电流密度5A/〖mm〗^2~7A/〖mm〗^2，在该设计中取电流密度为6A，则根据Sp=Irms/J=0.727/6=0.121/〖mm〗^2
则线径的直径为：dp=1.13*√0.121=0.3933mm

14.次级绕组的线径选择

Sp=Irms/J=3/6=0.5/〖mm〗^2
ds=1.13*√0.5=0.79mm

15.磁芯的气隙大小

lg=(0.4π*〖Np〗^2*Ae)/Lp
计算可得气隙大小为1.291mm

16.变压器绕线

采取三明治绕法，在3脚和2脚上绕初级绕组的一半即20圈。再在5、6脚上绕辅助绕组VCC，绕7圈。再在10、8脚上绕次级绕组5圈。最后在2脚和1脚上绕初级绕组的另一半20圈，最后2脚上的线连接起来。变压器同名端的绕制，是根据骨架引脚进线端进和绕制方向来确定。

参考文献：
1.百度百科
2.单端反激式开关电源研究与设计_张维
3.工频整流电容滤波电路中电容器选择-赵修科
4.多路输出反激式开关电源的设计与实现_牛力
5.OB变压器设计