2024年5月11日发(作者：z5为什么不建议买)

高频变压jlm器参数计算

1． 电磁学计算公式推导：

1．磁通量与磁通密度相关公式：

Ф = B * S (A) ⑴

Ф ----- 磁通(韦伯)

B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=10

4

高

斯

S ----- 磁路的截面积(平方米)

B = H * μ ⑵

μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)

H ----- 磁场强度(伏特每米)

H = I*N / l ⑶

I ----- 电流强度(安培)

N ----- 线圈匝数(圈T)

l ----- 磁路长路(米)

2．电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式：

E

L

=⊿Ф / ⊿t * N ⑷

E

L

= ⊿i / ⊿t * L ⑸

⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)

⊿i ----- 电流变化量(安培)

⊿t ----- 时间变化量(秒)

N ----- 线圈匝数(圈T)

L ------- 电感的电感量(亨)

由上面两个公式可以推出下面的公式：

⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得：

N = ⊿i * L/⊿Ф

再由Ф = B * S 可得下式:

N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹

且由⑸式直接变形可得：

⊿i = E

L

* ⊿t / L ⑺

联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:

L =(μ* S )/ l * N

2

⑻

这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的

因素)

3．电感中能量与电流的关系：

Q

L

= 1/2 * I

2

* L ⑼

Q

L

-------- 电感中储存的能量(焦耳)

I -------- 电感中的电流(安培)

L ------- 电感的电感量(亨)

4．根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初

次级匝数比与占空比的关系式：

N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽

N1

-------- 初级线圈的匝数(圈) E1

-------- 初级输入电压(伏特)

N2

-------- 次级电感的匝数(圈) E2

-------- 次级输出电压(伏特)

2． 根据上面公式计算变压器参数：

1． 高频变压器输入输出要求：

输入直流电压： 200--- 340 V

输出直流电压： 23.5V

输出电流： 2.5A * 2

输出总功率： 117.5W

2． 确定初次级匝数比：

次级整流管选用V

RRM

=100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个，若

初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就

有下式：

N1/N2 = V

IN(max)

/ (V

RRM

* k / 2) ⑾

N1 ----- 初级匝数 V

IN(max)

------ 最大输入电压 k ----

- 安全系数

N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压

这里安全系数取0.9

由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.6

3． 计算功率场效应管的最高反峰电压:

Vmax = V

in(max)

+ (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿

V

in(max)

----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压

Vd ----- 整流管正向电压

Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)

由此可计算功率管承受的最大电压:

525.36(V)

4． 计算PWM占空比：

由⑽式变形可得：

Vmax ≌

D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)

D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/V

in(min)

+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀

D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)

由些可计算得到占空比 D≌ 0.481

5． 算变压器初级电感量：

为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波，也就是电流变化量等于

电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期

间全部消耗完。那么计算初级电感量就可以只以PWM的一个周期来分

析，这时可由⑼式可以有如下推导过程：

（P/η）/ f = 1/2 * I

2

* L ⒁

P ------- 电源输出功率 (瓦特) η ---- 能量转换效率 f ---- PWM开关

频率将⑺式代入⒁式：

（P/η）/ f = 1/2 * (

E

L

* ⊿t / L)

2

* L ⒂

⊿t = D /

f

(D ----- PWM占空比)

将此算式代入⒂式变形可得：

L = E

2

* D

2

*η/ ( 2 * f * P ) ⒃

这里取效率为85%， PWM开关频率为60KHz.

在输入电压最小的电感量为：

L=200

2

* 0.481

2

* 0.85 / 2 * 60000 * 117.5

计算初级电感量为: L1 ≌ 558(uH)

计算初级峰值电流：

由⑺式可得：

⊿i = E

L

* ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10

-

6

)

计算初级电流的峰值为: Ipp ≌ 2.87(A)

初级平均电流为： I

1

= Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A)

6． 计算初级线圈和次级线圈的匝数：

磁芯选择为EE-42

(截面积1.76mm

2

)磁通密度为防治饱和取值为

2500高斯也即0.25特斯拉, 这样由⑹式可得初级电感的匝数为:

N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10

-

3

)/0.25*(1.76*10

-4

)

计算初级电感匝数: N1 ≌ 36 (匝)

同时可计算次级匝数： N2 ≌ 5 (匝)

7． 计算次级线圈的峰值电流：

根据能量守恒定律当初级电感在功率管导通时储存的能量在截止时

在次级线圈上全部释放可以有下式：

由⑻⑼式可以得到：

I

pp2

=N1/N2* I

pp

⒄

I

pp2

= 7.6*2.87

由此可计算次级峰值电流为：I

pp2

= 21.812(A)

次级平均值电流为I2=I

pp2

/2/(1/(1-D))= 5.7(A)

6.计算激励绕组(也叫辅助绕组)的匝数：

因为次级输出电压为23.5V，激励绕组电压取12V，所以为次级电压的

一半

由此可计算激励绕组匝数为:d N3 ≌ N2 / 2 ≌ 3 (匝)

激励绕组的电流取: I

3

= 0.1(A)