了解高频变压器设计基础（3）

电源高频变压器的设计方法

设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例， 介绍一种电源高频变压器的设计方法。

设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。

设计步骤：

1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp

2、求最小工作周期系数Dmin

3、计算高频变压器的初级电感值Lp

4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸。

5、计算空气间隙长度Lg

6、计算变压器初级线圈Np

7、计算变压器次级线圈Ns

高频变压器：整流、变压

在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。

作为开关电源最主要的组成部分，高频变压器相对于传统的工频变压器有以下优点：利用铁氧体材料制成的高频变压器具有转换效率高、体积小巧的特点;而传统的工频变压器工作在50Hz下，输出相同功率时需要较大的截面积而导致变压器体积庞大，不利于电源的小型化设计，而且电源转换效率也低于开关电源。

电脑使用的开关电源一般采用半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行降压，输出低电压的交流电。在这个电路中，开关管的最大电流对电源输出功率的大小有一定的限制(通常应用于300W电源的MOS管体积较大，有的电源甚至使用了耐流达到10A的开关管)，而高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少，由于工作在很高的频率下，对元件质量的要求和线路的搭配有很高的要求。