用于單片集成開關IC開關電源的反激式變壓器設計(一)

現在可以計算氣隙的厚度了。氣隙僅在磁芯的中間部分研磨，這樣有助于防止磁芯邊沿磁通泄漏對周圍元件產生EMI噪聲(然而對于發展中或小的產品用絕緣材料墊在磁芯外部獲得所需氣隙是可以接收的。但必須切記外部氣隙是計算值的一半)。Ig最小是0.051mm，這是Alg的約束和研磨容許誤差。Ig計算公式如下：

隨著參數的計算和確定我們現在需要計算合適的導線規格。首先需要根據實際骨架寬度(BW)計算可用骨架寬度(BWA),初級繞組(L)層數，余留寬度(M)。初級可繞1，2層或3層但要盡量減少層數以降低初級繞組電容(也可用膠帶絕緣初級能有效的降低繞組電容)和漏電感。余留尺寸取決于由系統輸入電壓和安全處理決定的所需絕緣程度(詳見第4部分變壓器結構)。另一可行辦法是次級

繞組絕緣增大3倍就無需余留空間，這一方法通常應用于主要考慮變壓器尺寸的場所，此發能減小變壓器尺寸，但通常引起成本增加

現在根據可利用的繞組寬度計算出初級導線規格，由初級匝數計算出包括絕緣層在內的導線外(OD，mm)。計算的目的是為了讓初級繞組覆蓋整個骨架寬度以產生最強的耦合

現在由第5部分的導線規格表(它是個好的開始)或者廠商提供的合適的導線規格表可以選擇與所計算OD值相匹配的導線規格。依此能得到導線的圓密爾值(CM)，進一步可以計算初級繞組電流容量(它是反推電流密度的基礎)它被定義為“圓密爾每安培”或CMA

計算的CMAp值應在200~500之間，低于200的電流密度太高，它會導致發熱和功率損耗，高于500導線未被利用到額定電流容量值。如果計算的CMAp低于200需重復計算，可以增加繞組層數或選擇大一規格的磁芯。

如果CMAp高于500就減少繞組層數或小一規格的磁芯進行重復計算。作為一個規范初級導線規格應在26AWG之內。這是因為在高頻時電流只在導線表面流動，大規格導線的中心沒有被利用，電流集中在導線表面，這樣就減小了導線有效栽流截面。可以用多股導線克服這以問題，例如多股標準26AWG導線可給出相同的有效CMA。

現在我們需要計算輔助繞組導線規格和次級繞組導線規格(或多路輸出電源的繞組)。利用下式能夠計算出適當繞組的次級峰值電流

此處Pox是所計算的次級繞組的輸出功率，Po是先前計算的總輸出功率。這確保所計算的次級峰值電流和特定輸出功率相匹配，這一點對多路輸出電源很重要，能保證次級導線規格不超標，這假定次級是單獨繞組。一個可選的辦法是疊加

次級繞組，通過合并輸出返回連接端能夠減少骨架所需引腳數。這兩種次級繞組安排見下圖3。

圖3 次級繞組的兩種不同安排

在圖3所示例子中次級S1傳導S1，S2，S3的和電流，次級S2傳導S2，S3的和電流，因此導線的規格必須于之相適應。Ispx計算公式變為下式：

此處ΣPox是各繞組功率之和，例如在圖3 b)中S1+S2+S3為S3繞組，S1+S2為S2繞組。S3仍舊傳導它自己的電流，計算是簡單的。現在次級RMS電流(Isrms)可以下式計算：

圖4給出IR40xx漏極電壓，初級電流，變壓器次級電壓和次級電流。據此可以看出初、次級之間的關系，初、次級電流是如何不在同一時間流動的。

現在根據所計算的次級RMS電流(Isxrms)得出所需次級導線的規格。公式如下：

注意此處計算的初級所用CMA(電流容量)要確保與初級和次級的電流容量相匹配。由所計算的CM值從導線規格表中選擇合適的導線。

若可能的話總是在相鄰低點的AWG號(它是相鄰較大導線規格)附近取值。次級導線規格大于26AWG時建議不使用單根導線，其原因在前面關于初級導線規格時已提及到，所以繞組就需要用小規格的導線或者絞合線(它通常是多股導線編織而成這種導線一般是定做，價格昂貴，但它使用效果好)并聯使用。

當使用并聯導線時應確信全部CM值在前面計算值的10%之內。同法可計算出輔助繞組所需的導線規格。

圖4一個12V/2A的電源在90Vac輸入帶1.5A負載時

IR40xx的漏極電壓(CH1-00/div)、初級電流

(CH3)、次級電壓(CH2-20V/div)和次級電流(CH4)

為了初、次級間有最強的耦合，次級繞組應充滿整個骨架寬度。由于次級繞組通常只有很少的匝數，所以能通過繞組并聯達到此目的。

變壓器制造商在制作變壓器時需要以下參數：

-磁芯和骨架序列號(及所需氣隙AL值〔ALG〕)

-每一繞組的導線規格和絕緣類型

-安全和漏電要求

-初級電感

-每一繞組(Np、Nb、Ns)匝數

-骨架引腳連接關系

-繞組結構和放置