用于单片集成开关IC开关电源的反激式变压器设计(一)

现在可以计算气隙的厚度了。气隙仅在磁芯的中间部分研磨，这样有助于防止磁芯边沿磁通泄漏对周围元件产生EMI噪声(然而对于发展中或小的产品用绝缘材料垫在磁芯外部获得所需气隙是可以接收的。但必须切记外部气隙是计算值的一半)。Ig最小是0.051mm，这是Alg的约束和研磨容许误差。Ig计算公式如下：

随着参数的计算和确定我们现在需要计算合适的导线规格。首先需要根据实际骨架宽度(BW)计算可用骨架宽度(BWA),初级绕组(L)层数，余留宽度(M)。初级可绕1，2层或3层但要尽量减少层数以降低初级绕组电容(也可用胶带绝缘初级能有效的降低绕组电容)和漏电感。余留尺寸取决于由系统输入电压和安全处理决定的所需绝缘程度(详见第4部分变压器结构)。另一可行办法是次级

绕组绝缘增大3倍就无需余留空间，这一方法通常应用于主要考虑变压器尺寸的场所，此发能减小变压器尺寸，但通常引起成本增加

现在根据可利用的绕组宽度计算出初级导线规格，由初级匝数计算出包括绝缘层在内的导线外(OD，mm)。计算的目的是为了让初级绕组覆盖整个骨架宽度以产生最强的耦合

现在由第5部分的导线规格表(它是个好的开始)或者厂商提供的合适的导线规格表可以选择与所计算OD值相匹配的导线规格。依此能得到导线的圆密尔值(CM)，进一步可以计算初级绕组电流容量(它是反推电流密度的基础)它被定义为“圆密尔每安培”或CMA

计算的CMAp值应在200~500之间，低于200的电流密度太高，它会导致发热和功率损耗，高于500导线未被利用到额定电流容量值。如果计算的CMAp低于200需重复计算，可以增加绕组层数或选择大一规格的磁芯。

如果CMAp高于500就减少绕组层数或小一规格的磁芯进行重复计算。作为一个规范初级导线规格应在26AWG之内。这是因为在高频时电流只在导线表面流动，大规格导线的中心没有被利用，电流集中在导线表面，这样就减小了导线有效栽流截面。可以用多股导线克服这以问题，例如多股标准26AWG导线可给出相同的有效CMA。

现在我们需要计算辅助绕组导线规格和次级绕组导线规格(或多路输出电源的绕组)。利用下式能够计算出适当绕组的次级峰值电流

此处Pox是所计算的次级绕组的输出功率，Po是先前计算的总输出功率。这确保所计算的次级峰值电流和特定输出功率相匹配，这一点对多路输出电源很重要，能保证次级导线规格不超标，这假定次级是单独绕组。一个可选的办法是叠加

次级绕组，通过合并输出返回连接端能够减少骨架所需引脚数。这两种次级绕组安排见下图3。

图3 次级绕组的两种不同安排

在图3所示例子中次级S1传导S1，S2，S3的和电流，次级S2传导S2，S3的和电流，因此导线的规格必须于之相适应。Ispx计算公式变为下式：

此处ΣPox是各绕组功率之和，例如在图3 b)中S1+S2+S3为S3绕组，S1+S2为S2绕组。S3仍旧传导它自己的电流，计算是简单的。现在次级RMS电流(Isrms)可以下式计算：

图4给出IR40xx漏极电压，初级电流，变压器次级电压和次级电流。据此可以看出初、次级之间的关系，初、次级电流是如何不在同一时间流动的。

现在根据所计算的次级RMS电流(Isxrms)得出所需次级导线的规格。公式如下：

注意此处计算的初级所用CMA(电流容量)要确保与初级和次级的电流容量相匹配。由所计算的CM值从导线规格表中选择合适的导线。

若可能的话总是在相邻低点的AWG号(它是相邻较大导线规格)附近取值。次级导线规格大于26AWG时建议不使用单根导线，其原因在前面关于初级导线规格时已提及到，所以绕组就需要用小规格的导线或者绞合线(它通常是多股导线编织而成这种导线一般是定做，价格昂贵，但它使用效果好)并联使用。

当使用并联导线时应确信全部CM值在前面计算值的10%之内。同法可计算出辅助绕组所需的导线规格。

图4一个12V/2A的电源在90Vac输入带1.5A负载时

IR40xx的漏极电压(CH1-00/div)、初级电流

(CH3)、次级电压(CH2-20V/div)和次级电流(CH4)

为了初、次级间有最强的耦合，次级绕组应充满整个骨架宽度。由于次级绕组通常只有很少的匝数，所以能通过绕组并联达到此目的。

变压器制造商在制作变压器时需要以下参数：

-磁芯和骨架序列号(及所需气隙AL值〔ALG〕)

-每一绕组的导线规格和绝缘类型

-安全和漏电要求

-初级电感

-每一绕组(Np、Nb、Ns)匝数

-骨架引脚连接关系

-绕组结构和放置