高頻開關電源中隔離降壓式DC/DC變換器的制作方法

Km是銅線窗口占空系數(shù)，定義為繞組凈可繞線空間與導線截面積之比。

計算銅線占空系數(shù)時應根據(jù)不同情況選取適當值，一般選取范圍在0.25～0.4之間，采用多股并繞時應選取較小值。

3)計算電流密度JJ=(A/mm2)（17）

4)計算導線截面積Smi和線徑diSmi=(mm2)（18）di=1.13·(mm)（19）

式中：Ii是各繞組電流有效值（A）。

計算所需導線直徑時，應考慮趨膚效應的影響。當導線直徑大于2倍趨膚深度時，應盡可能采用多股導線并繞。采用n股導線并繞時，每股導線的直徑din按下式計算。din=(mm)（20）

銅線的趨膚深度Δ有以下經(jīng)驗公式Δ=(mm)（21）

如果采用多股導線并繞，導線的股數(shù)太多，可以采用銅箔。在使用銅箔時，銅箔的厚度應該小于兩倍的趨膚深度，銅箔的截面積必須大于該繞組導線所需的截面積。

在計算完畢后，校驗窗口尺寸，計算分布參數(shù)，校驗損耗和溫升等。

3應用實例

設計一個用于輸入為48V（36～72V），輸出為2.2V、20A的正激變換器的高頻開關電源變壓器，工作頻率是200kHz，最大占空比為0.45，采用第三繞組復位，銅線的趨膚深度為Δ=0.148mm。按照上述設計方法，設計的高頻開關電源變壓器如下：

磁芯規(guī)格EFD20，磁芯材料為3F3，Ae=31.0mm2，Philips；

初級繞組16匝，采用型號為AWG31的銅線，6股并繞；

復位繞組16匝，采用型號為AWG33的銅線；

次級繞組2匝，采用厚度t=0.1mm，寬度b=14mm的銅箔，兩層并繞，即截面積S=2.8mm2。

在最終確定導線規(guī)格時，均保留了一定的裕度。為使各繞組耦合良好，采用交錯繞線技術，如圖3所示[8]，其中P1和P2為變壓器初級繞組，并聯(lián)；S1和S2為變壓器次級繞組，并聯(lián)；R為變壓器復位繞組。那么，初級繞組采用AWG31的銅線，兩層；次級繞組采用采用厚度t=0.1mm，寬度b=14mm，即S=1.4mm2的銅箔，兩層。

設計出的變壓器的初級勵磁電感值實測為Lm=320.40μH，次級電感值實測為Ls=5.18μH，初級漏

正激變換器中變壓器的設計

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圖3交錯變壓器結構圖

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感電感值實測約為0.18μH。該變壓器在正激變換器中的工作特性很好。

4結語

本文詳細闡述了正激變換器中變壓器的設計方法，并結合具體設計任務，設計出一個用于48V（36～72V）輸入，2.2V、20A輸出的高頻開關電源變壓器。設計出的變壓器在實際電路中表現(xiàn)出良好的電氣特性。