半桥LLC变压器的设计

1．8．1 半桥LLC 变压器的设计

第一步 计算输出电路的交流电阻。

对于谐振正弦电流，在全波桥式电路中，有效值电流为：

o rms ac I I 22)(π

=

考虑到方波的基频分量，有效电压值：

o rms ac V E 22)(π

=

因此，输出交流电阻表示为：

L O O RMS ac RMS ac ac R I V I E R 2

2)()

(88ππ=== 第二步 计算半桥LLC 变压器的匝比。

)

(*2*)2/()*2/()()2/(d o in d o in V V D V D V V V n +=+= 由于半桥LLC 谐振变换的占空比D 为固定值近似50％，则

)

(2*2*)2/(d O in d o in V V V V V D V n +=+= 第三步，计算变压器副边阻抗等效到原边的阻抗。

ηπ228n R Z L pri =

第四步，LLC 谐振电路的Q 值（品质因素）和k(初级电感量和谐振电感的关系)。

副边二极管导通时，谐振电路的Q 值（品质因数）：

pri pri

O

Z Cr Lr Z Z Q == r p

L L k = (k 选4，3～7之间可以接受)，k 值选大，会增大频率范围，较小的k 值可以减小频率范围，

但是轻载效率较低。）

第五步， 计算半桥LLC 谐振参数Lr,Cr,Lp 。正常工作时，据经验选择k=4,Q=1。

1===pri pri

O

Z Cr Lr Z Z Q ， 即 22228(ηπn R Z C L L pri r r == （1－142） 设谐振频率为100k ，则 k C L r r 10021=π (1-143)

由1－142，1－143联立，即可算出Lr,Cr 的值。

根据4==k L L r p

，即可求出Lp 的值。

第六步，计算变压器匝数，原边匝数Np ，副边匝数Ns 。

Ae B T D V Ae B t V N in in P ***)2/(**)2/(?=??=

对于半桥谐振LLC 变换，占空比D 为0.5，则上式可以变成：

Ae

B T V N in P **4*?= 其中，B ?为半个周期内磁芯的磁感应强度变化量（B ?的变化与励磁电流ilm 的变化趋势一致，在半周期内磁感应强度会从－Bmax 变化到＋Bmax ，因此max 2B B

=?），Ae 为磁芯的截面积。 变压器副边匝数n N N N P S S /21==

至此，计算出了半桥LLC 变换的，Lr,Cr,Lp,Np,Ns,所有变压器参数。

https://www.wendangku.net/doc/f91211330.html,/auction/item_detail.jhtml?item_id=b9b15263d28ce780540f8655ba661503&x_id=0db2

半桥式DC-DC变换器设计

半桥式DC-DC变换器设计 【摘要】近年来，随着电力电子器件、控制理论的发展和人们对电源性能要求的提高，电力电子技术引起了学者们的广泛关注。目前一些发达国家正逐渐把电力变换技术广泛应用于民用工业领域，我国在这一领域的研究起步较晚，但随着国民经济的发展，适合于不同要求的各种变换器越来越引起科研人员的关注。 本文通过对Buck变换器的电路结构和工作原理进行分析，设计出一种半桥式DC-DC变换器，并采用闭环控制方法，将恒定的400V直流输入变为稳定5V的直流输出，保证了系统的供电性能。最后利用Matlab工具对所设计的电路进行仿真,仿真结果验证了所设计系统的有效性。半桥式DC-DC变换器由于电路结构简单，功率器件少且功率管上受到的电压应力小，在中小功率场合得到了较为广泛的应用。本文为进一步研究和开发相关产品提供借鉴。 【关键词】Buck 半桥DC-DC MATLAB 【ABSTRACT】In recent years, with the development of power electronic devices，control theory and the increasing demand of high-quality power supply, power electronics technology has aroused widely attention from scholars. Power electronics technology is used gradually in civilian industrial areas in some developed countries. With the national economic development, the various converters for different requirements are developed and the related technology is studied by scientist and scholar.

变压器绕制方法

1 开关电源变换器的性能指标 开关电源变换器的部分原理图如图1所示。 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz； 变换器输入直流电压Ui=310V； 变换器输出直流电压Ub=14.7V； 输出电流Io=25A； 工作脉冲的占空度D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯的选择以及工作磁感应强度的确定 2.1 变压器磁芯的选择 目前，高频开关电源变压器所用的磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品的成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料的饱和磁感应强度虽然高，但在假定的测试频率和整个磁通密度的测试范围内，它们呈现的铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率的制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料的损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状的铁芯。对于

大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成的变压器是最符合其要求的，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器的变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度的确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中的一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率的因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T到0.3T之间。在本设计中，根据特定的工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数的计算 3.1 变压器的计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需的功率容量即为变压器的计算功率，其大小取决于变压器的输出功率和整流电路的形式。变换器输出电路为全波整流，因此 式中：Pt为变压器的计算功率，单位为W； Po为变压器的输出功率，单位为W； 3.2 磁芯设计输出能力的确定 磁芯材料确定后，磁芯面积的乘积反映了变压器输出功率的能力。其磁芯面积为 式中：Ap为磁芯截面积乘积，单位为cm4；

半桥变压器设计步骤(精)

Vinmax(V:12 Vin(V:12 Vinmin(V:12 Vo(V:5000 流 Io(A:50.250.18 率 f(Hz: D(us: 0.3 Ton(us : 流. 路降數 : (10V ,50A 1.11 路降 V DF (V : 率 : 路 ( :2 - 流/ 1 - 流/ 2 - 流/ 3 t ( : Core POT Core( 狀 / 1 , 金 / 2 , / 3 度: 25 : : : EI40/27/12Ap : cm 4 Bm : 0.042PRI SEC1SEC2SEC3 Kj = 數 : 率 :37.62%,不 45%.X = :

: 1.61% : Pcu : W 量(g: 0.01 Pfe : W ( : 0.020 d < mm : 0.1000.36 數: 81.00 0.25 參 度數 Weight1Weight2 Weight3Weight4column c1column c2column c3column c4 Ap Ac MLT Wc Vol Wtfe AS Ku Kf 1.6726 1.42 8.22117.79 : STEP NO.1 : 流 Vs1Vs2Vs3Eo = K*Vo + Vd = V Eo = V STEP NO.2 : 率

Ps1Ps2Ps3 P SAC =Eo*Io= VA P SAC = VA P ODC = VA STEP NO.3 : 率 0.945 STEP NO.4 : 率 ( 路 Pt ( 流 = Po*(1/ +20.5 = VA Pt ( 流 = Po*(1/ +1 = VA Pt ( 流 = Po*(1/ +1 = VA Vo(V: 流 Io(A: Vo(V: 流 Io(A: Pt ( 路 = VA STEP NO.6 : 6.4939cm 4 STEP NO.7 : 數 Np=(V INmIN *Dmax/(2*Bm*Ac*f = T *** STEP NO.7 : D.

半桥变压器

半桥式开关电源变压器参数的计算 陶显芳时间：2009-08-10 9491次阅读【网友评论1条我要评论】收藏 半桥式开关电源变压器参数的计算 半桥式变压器开关电源的工作原理与推挽式变压器开关电源的工作原理是非常接近的，只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同；因此，用于计算推挽式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的数学表达式，只需稍微修改就可以用于半桥式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的计算。 A）半桥式开关电源变压器初级线圈匝数的计算 半桥式变压器开关电源与推挽式开关电源一样，也属于双激式开关电源，因此用于半桥式开关电源的变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，并且变压器铁心可以不用留气隙。半桥式开关电源变压器的计算方法与前面推挽式开关电源变压器的计算方法基本相同，只是直接加到变压器初级线圈两端的电压仅等于输入电压Ui的二分之一。根据推挽式开关电源变压器初级线圈匝数计算公式（1-150）和（1-151）式： 设直接加到半桥式开关电源变压器初级线圈两端的电压为Uab，且Uab =Ui/2 ，则上面（1-150）和（1-151）式可以改写为： 上面（1-174）和（1-175）式就是计算半桥式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Uab为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，Uab =Ui/2 ，Ui为开关电源的工作电压，单位为伏；τ= Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；

30kHz半桥高频开关电源变压器的设计

30kHz半桥高频开关电源变压器的设计 Designof30kHzHigh－frequencySMPSTransformer 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。本文根据超微晶合金的优异电磁性能，通过示例介绍30kHz超微晶高频开关电源变压器的设计。 1变压器的性能指标 电路形式：半桥式开关电源变换器原理见图1： 工作频率f：30kHz 变换器输入电压Ui:DC300V 变换器输出电压U0:DC2100V 变换器输出电流Io:0.08A 整流电路：桥式整流 占空比D：1％～90％ 输出效率η:≥80％ 耐压：DC12kV 温升：＋50℃ 工作环境条件:－55℃～＋85℃ 2变压器磁心的选择与工作点确定 从变压器的性能指标要求可知，传统的薄带硅钢、铁氧体材料已很难满足变压器在频率、使用环境方面的设计要求。磁心的材料只有从坡莫合金、钴基非晶态合金和超微晶合金三种材料中来考虑，但坡莫合金、钴基非晶态价格高，约为超微晶合金的数倍，而饱和磁感应强度Bs却为超微晶合金2/3左右，且加工工艺复杂。因此，综合三种材料的性能比较（表1），选择饱和磁感应强度Bs高，温度稳定性好，价格低廉，加工方便的超微晶合金有利于变压器技术指标的实现。 表1（1）钴基非晶态合金和超微晶合金的主要磁性能比较

磁心工作点的选择往往从磁心的材料，变压器的工作状态，工作频率，输出功率，绝缘耐压等因素来考虑。超微晶合金的饱和磁感应强度Bs较高约为1.2T，在双极性开关电源变压器的设计中，磁心的最大工作磁感应强度Bm一般可取到0.6～0.7T，经特别处理的磁心，Bm可达到0.9T。在本设计中，由于工作频率、绝缘耐压、使用环境的原因，把最大工作磁感应强度Bm定在0.6T，而磁心结构则定为不切口的矩形磁心。这种结构的磁心与环形磁心相比具有线圈绕制方便、分布参数影响小、磁心窗口利用率高、散热性好、系统绝缘可靠、但电磁兼容性较差。 3变压器主要参数的计算 3.1变压器的计算功率 半桥式变换器的输出电路为桥式整流时，其开关电源变压器的计算功率为： Pt=UoIo(1＋1/η)(1) 将Uo=2100V,Io=0.08A,η=80％代入式（1），可得Pt=378W。 3.2变压器的设计输出能力 变压器的设计输出能力为： Ap=(Pt·104/4BmfKWKJ)1.16（2） 式中：工作频率f为30kHz，工作磁感应强度Bm取0.6T，磁心的窗口占空系数KW取0.2，矩形磁心的电流密度（温升为50℃时）KJ取468。经计算，变压器的设计输出能力AP=0.511cm4。 3.3变压器的实际输出能力 铁基超微晶铁心及超微晶软磁合金通过省级技术鉴定 1999年10月24日，由江西省科委等机关委托主持的对江西大有科技有限公司研制的新产品DY－ON型铁基超微晶磁铁心和超微晶软磁合金通过了省级技术鉴定，获得与会专家学者的高度评价，一致认为这两项产品性能稳定，各项技术指标分别达到美国UL94－P标准和国标GBm292－89技术要求，在国内同类产品中具有特色。 非晶态（超微晶）软磁合金，是90年代世界六大高科技新型材料之一，它具有优异的特点，目前国内市场供不应求，前景广阔。 联系人：江西省宜春市东风大街62号宜春地区粮食局（336000）方华平

浅谈LLC变压器设计经历

浅谈LLC变压器设计经历

浅谈LLC变压器设计经历 适用于LLC变压器，其特征在于，包括：第一MOS开关管、第二MOS开关管、第一电容、电感和至少两个变压器;所述变压器的原边串联、副边并联;所述第一MOS 开关管与第二MOS开关管串联后其中点依次通过第一电容和电感与变压器原边串联 后的一端相连，变压器原边串联后的另一端接地;所述变压器副边并联后接整流滤波电路。 变压器的饱和问题： 我的变压器设计的工作磁感应强度Bm 并不高，为什么我的LLC变压器磁芯温度很高? 由于LLC变压器工作在LC谐振状态，LC谐振回路有个特点就是Q值问题，在这里Q值是大于1的，因而就会有实际加在变压器上的电压要比输入电压高的问题，因而在设计变压器的时候就必须考虑到这一点，

否则变压器就不是工作在你设计的磁感应 强度上。 由于输入电压高的时候，开关频率也比较高，谐振回路的增益也比较低，饱和的问题不大;但当输入是低压的时候，开关频率比较低，LLC谐振回路的增益较大，因而比较容易发生变压器饱和的问题。考虑到漏感的影响，保守的做法还得乘上耦合系数的倒数。 线径的选择问题： 为什么老化的时候测到的绕组温度很高? LLC变压器工作在高频模式下，交变磁场下的导体除了我们所熟知的趋附效应(Skin effect)外，还会反生一个接近效应(Proximity effect)。和反激的变压器不同，LLC的变压器原边的绕组都绕在一边，电流都是同一个方向，随着绕组层数的增加，接近效应就愈发明显，因而我们就需要选用更细的线径和更多的股数来解决问题。 变压器原副边匝数问题：

绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1,在铁芯中就产生交变磁通?1,这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1,é2,感应电势公式为：E=4.44fN?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压ú1和ú2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流(í0)，这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流í0,一

半桥式DC-DC变换器的系统

半桥式DC-DC变换器的系统设计 摘要 近年来，随着电力电子器件、控制理论的发展和人们对电源性能要求的提高， 电力电子技术引起了学者们的广泛关注。目前一些发达国家正逐渐把电力变换技术广 泛应用于民用工业领域，我国在这一领域的研究起步较晚，但随着国民经济的发展， 适合于不同要求的各种变换器越来越引起科研人员的关注。 本文通过对Buck变换器的电路结构和工作原理进行分析，设计出一种半桥式 DC-DC变换器，并采用闭环控制方法，将恒定的400V直流输入变为稳定5V的直流输 出，保证了系统的供电性能。最后利用Matlab工具对所设计的电路进行仿真,仿真结果 验证了所设计系统的有效性。半桥式DC-DC变换器由于电路结构简单，功率器件少且 功率管上受到的电压应力小，在中小功率场合得到了较为广泛的应用。本文为进一步 研究和开发相关产品提供借鉴。 关键词：Buck；半桥；DC-DC；MATLAB 目录 1 绪论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2变换器简介 ............................................................................................ 错误！未定义书签。 1.3本文研究的内容 (2) 2半桥式DC-DC变换器的工作原理 (2) 2.1半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理 (2) 2.2B UCK变换器........................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1线路组成 ............................................................................................. 错误！未定义书签。

半桥式开关电源变压器参数计算方法

半桥式开关电源变压器参数计算方法半桥式开关电源变压器参数的计算 半桥式变压器开关电源的工作原理与推挽式变压器开关电源的工作原理是非常接近的，只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同;因此，用于计算推挽式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的数学表达式，只需稍微修改就可以用于半桥式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的计算。 A)半桥式开关电源变压器初级线圈匝数的计算 半桥式变压器开关电源与推挽式开关电源一样，也属于双激式开关电源，因此用于半桥式开关电源的变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，并且变压器铁心可以不用留气隙。半桥式开关电源变压器的计算方法与前面推挽式开关电源变压器的计算方法基本相同，只是直接加到变压器初级线圈两端的电压仅等于输入电压Ui 的二分之一。根据推挽式开关电源变压器初级线圈匝数计算公式(1-150)和(1-151)式： 设直接加到半桥式开关电源变压器初级线圈两端的电压为Uab，且Uab =Ui/2 ，则上面(1-150)和(1-151)式可以改写为： 上面(1-174)和(1-175)式就是计算半桥式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积(单位：平方厘米)，Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位：高斯);Uab为加到变压器初级线圈N1 绕组两端的电压，Uab =Ui/2 ，Ui为开关电源的工作电压，单位为伏;τ = Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度(单位：秒); F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和τ取值要预留20%左右的余量。式中的指数是统一单位用的，选用不同单位，指数的值也不一样，这里选用CGS单位制，即：长度为厘米(cm)，磁感应强度为高斯(Gs)，磁通单位为麦克斯韦(Mx)。 B)交流输出半桥式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算

半桥变压器主要参数的计算

半桥变压器主要参数的计算 1变压器的计算功率 半桥式变换器的输出电路为桥式整流时，其开关电源变压器的计算功率为： Pt=UoIo(1＋1/η)(1) 将Uo=2100V,Io=0.08A,η=80％代入式（1），可得Pt=378W。 2变压器的设计输出能力 变压器的设计输出能力为： Ap=(Pt·104/4BmfKWKJ)1.16（2） 式中：工作频率f为30kHz，工作磁感应强度Bm取0.6T，磁心的窗口占空系数KW取0.2，矩形磁心的电流密度（温升为50℃时）KJ取468。经计算，变压器的设计输出能力AP=0.511cm4。 4绕组计算 初级匝数：D取50％，Ton=D/f=0.5/(30×103)=16.67μs, 忽略开关管压降，Up1=Ui/2=150V。 N1=Up1Ton10－2/2BmAc=(150×16.67)10－2 /(2×0.6×1×1×0.7)=29.77匝 取N1=30匝 次级匝数：忽略整流管压降，Up2=Uo=2100V。 N2=Up2N1/Up1=(30×2100)/150=420匝 5导线线径 Ip1=Up2Ip2/Up1=0.08×2100/150=1.12A 电流密度：J=KjAp－0.1410－2=468×0.511－0.14 ×10－2=5.14A/mm2 考虑到线包损耗与温升，把电流密度定为4A/mm2 （1）初级绕组： 计算导线截面积为Sm1=Ip1/J=1.12/4=0.28mm2 初级绕组的线径可选d=0.63mm,其截面积为0.312mm2的圆铜线。 (2)次级绕组： 计算导线截面积为Sm2=Ip2/J=0.08/4=0.02mm2。 次级绕组的线径可选d=0.16mm的圆铜线，其截面积为0.02mm2。为了方便线圈绕制也可选用线径较粗的导线。 4线圈绕制与绝缘 为减小分布参数的影响，初级采用双腿并绕连接的结构，次级采用分段绕制，串联相接的方式，降低绕组间的电压差，提高变压器的可靠性，绕制后的线圈厚度约为 4.5mm。小于磁心窗口宽度13.4mm的一半。在变压器的绝缘方面，线圈绝缘选用抗电强度高、介质损耗低的复合纤维绝缘纸，提高初、次级之间的绝缘强度和抗电晕能力。变压器绝缘则采用整体灌注的方法来保证变压器的绝缘使用要求。

浅析半桥正激式开关电源的变压器设计

浅析半桥正激式开关电源的变压器设计 摘要变压器参数主要指线圈匝数、线圈线径大小、磁芯横截面面积，这些参数与输入电流、输入电压、输出电流、输出电压、驱动工作频率、实际工作电路有关的。本文从电磁学的基本理论出发，分析变压器的参数是如何推算出来的。 关键词半桥正激式开关电源；变压器设计 引言 以图1作为研究对象，我们对变压器的参数是如何设计的展开探讨。 1 设计相关因素 根据设计要求，输出电压是100V，输出电流为15A，输出功率PO=IOUO=15 A×100V=1500W，设整机的工作效率为η为90%，那么，整机的输入功率PIN=PO/η=1666.7W，直流电压为311.08V，由于高压电容C3和C4的分压作用，E1IN=UP/2=155.54V。设次级线圈5-6的线圈匝数为N2，次级线圈6-8的线圈匝数为N3，由于6是中心抽头，N2=N3，分析各种情况： ①在驱动器输出CNT1为高电平，CNT2为低电平时，MOSFET场效应管Q1导通，Q2截止，电流从Q1，T1，C4流动，其值为I1 ②在驱动器输出CNT2为高电平，CNT1为低电平时，MOSFET場效应管Q2导通，Q1截止，电流从Q2，T1，C3流动，其值也为I1 ③在驱动器输出CNT1和CNT2都为低电平时，MOSFET场效应管Q1和Q2截止，次级线圈放电。 电流从Q2，T1，C3流动，其值也为I1。 ξ2OUTOFF=UF+UO （1） ④由于死时间的存在，绝对不会出现CNT1和CNT2同时为高电平的现象。 线圈导通时，根据等磁通原理可得到： ξ1INON/ξ2OUTON=N1/N2 （2） 根据ξ1INONI1INON=ξ2OUTONIO大电流为： IO= I1INONN1/N2 （3）

变压器绕制方法

1开关电源变换器的性能指标 开关电源变换器的部分原理图如图1所示 图1 开关电源变换器聽理图 其主要技术参数如下: 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz ； 变换器输入直流电压Ui=310V ； 变换器输岀直流电压Ub=； 输出电流lo=25A ； 工作脉冲的占空度D=?； 转换效率n> 85%; 变压器允许温升△ =50C； 变换器散热方式风冷；

工作环境温度t=45 °C- 85Co 2变压器磁芯的选择以及工作磁感应强度的确定 变压器磁芯的选择 目前，高频开关电源变压器所用的磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶 材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品的成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶 材料的饱和磁感应强度虽然高，但在假定的测试频率和整个磁通密度的测试范围内，它们呈现的铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率的制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料的损耗比坡莫合金大些，饱和 磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状的铁芯。对于 大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成的变压器是最符合其要求的，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器的变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 工作磁感应强度的确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中的一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、 工作频率及输岀功率的因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在到之间。在本设计中，根据特定的工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在T 3变压器主要设计参数的计算 变压器的计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需的功率容量即为变压器的计算功率，其大小取决于变压器的 输岀功率和整流电路的形式。变换器输岀电路为全波整流，因此

半桥式开关电源变压器参数的计算_图文(精)

劲锐科技推出XL6003单... LED 照明设计基础知识-... 逆变器初学者必看制作... SG3525的纯硬件SPWM 驱... 恒流驱动源研究及在太... 开关电源原理与设计（连载41）半桥式开关电源变压器参数的计算 陶显芳时间：2009-08-20 3946次阅读【网友评论1条我要评论】收藏 1-8-2-5．半桥式开关电源变压器参数的计算 半桥式变压器开关电源的工作原理与推挽式变压器开关电源的工作原理是非常接近的，只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同；因此，用于计算推挽式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的数学表达式，只需稍微修改就可以用于半桥式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的计算。 A ）半桥式开关电源变压器初级线圈匝数的计算

半桥式变压器开关电源与推挽式开关电源一样，也属于双激式开关电源，因此用于半桥式开关电源的变压器铁心的磁感应强度B ，可从负的最大值-Bm ，变化到正的最大值+Bm，并且变压器铁心可以不用留气隙。半桥式开关电源变压器的计算方法与前面推挽式开关电源变压器的计算方法基本相同，只是直接加到变压器初级线圈两端的电压仅等于输入电压Ui 的二分之一。根据推挽式开关电源变压器初级线圈匝数计算公式（1-150）和（1-151）式： 设直接加到半桥式开关电源变压器初级线圈两端的电压为Uab ，且 Uab =Ui/2 ，则上面（1-150）和（1-151）式可以改写为： 上面（1-174）和（1-175）式就是计算半桥式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1绕组的最少匝数，S 为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm 为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Uab 为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，Uab =Ui/2 ，Ui 为开关电源的工作电压，单位为伏；τ = Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）； F 为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数；F 和

带有中间抽头的高频大功率变压器的设计过程和计算方法

摘要：详细介绍了一个带有中间抽头的高频大功率变压器的设计过程和计算方法，以及要注意的问题。根据开关电源变换器的性能指标设计出的变压器经过在实际电路中的测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良的电气特性。 关键词：开关电源变压器；磁芯的选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术的飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备的电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源的必不可少的磁性元件，对其进行合理优化的设计显得非常重要。在高频开关电源的设计中，真止难以把握的是磁路部分的设计，开关电源变压器作为磁路部分的核心元件，不但需要满足上述的要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它的复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次的计算和反复的试验。因此，要提高设计的效果，设汁者必须有较高的理论知识和丰富的实践经验。 1 开关电源变换器的性能指标 开关电源变换器的部分原理图如图1所示。 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz； 变换器输入直流电压Ui=310V； 变换器输出直流电压Ub=14.7V； 输出电流Io=25A； 工作脉冲的占空度D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯的选择以及工作磁感应强度的确定 2.1 变压器磁芯的选择 目前，高频开关电源变压器所用的磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品的成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料的饱和磁感应强度虽然高，但在假定的测试频率和整个磁通密度的测试范围内，它们呈现的铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率的制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料的损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状的铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成的变压器是最符合其要求的，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器的变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度的确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中的一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率的因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况

半桥LLC变压器的设计

1．8．1 半桥LLC 变压器的设计 第一步 计算输出电路的交流电阻。 对于谐振正弦电流，在全波桥式电路中，有效值电流为： o rms ac I I 22)(π = 考虑到方波的基频分量，有效电压值： o rms ac V E 22)(π = 因此，输出交流电阻表示为： L O O RMS ac RMS ac ac R I V I E R 2 2)() (88ππ=== 第二步 计算半桥LLC 变压器的匝比。 ) (*2*)2/()*2/()()2/(d o in d o in V V D V D V V V n +=+= 由于半桥LLC 谐振变换的占空比D 为固定值近似50％，则 ) (2*2*)2/(d O in d o in V V V V V D V n +=+= 第三步，计算变压器副边阻抗等效到原边的阻抗。 ηπ228n R Z L pri = 第四步，LLC 谐振电路的Q 值（品质因素）和k(初级电感量和谐振电感的关系)。 副边二极管导通时，谐振电路的Q 值（品质因数）： pri pri O Z Cr Lr Z Z Q == r p L L k = (k 选4，3～7之间可以接受)，k 值选大，会增大频率范围，较小的k 值可以减小频率范围， 但是轻载效率较低。） 第五步， 计算半桥LLC 谐振参数Lr,Cr,Lp 。正常工作时，据经验选择k=4,Q=1。 1===pri pri O Z Cr Lr Z Z Q ， 即 22228(ηπn R Z C L L pri r r == （1－142） 设谐振频率为100k ，则 k C L r r 10021=π (1-143)