設(shè)計變壓器，就是要先選定一個工作點，在這個工作點上算，這個是最苛刻的一個點，這個點就是最低的交流輸入電壓，對應(yīng)于最大的輸出功率。下面我就來算了一個輸入85V到265V，輸出5V，2A 的電源，開關(guān)頻率是100KHZ。

第一步，選定原邊感應(yīng)電壓VOR

這個值是由自己來設(shè)定的，這個值就決定了電源的占空比。可能朋友們不理解什么是原邊感應(yīng)電壓，為了便于理解，我們從下面圖一所示的例子談起，慢慢的來。

圖1

圖這是一個典型的單端反激式開關(guān)電源，大家再熟悉不過了，下面分析一下一個工作周期的工作情況，當(dāng)開關(guān)管開通的時候，原邊相當(dāng)于一個電感，電感兩端加上電壓，其電流值不會突變，而線性的上升，有公式上升了的電流：

I升=VS*Ton/L

這三項分別是原邊輸入電壓、開關(guān)開通時間和原邊電感量。在開關(guān)管關(guān)斷的時候，原邊電感放電，電感電流又會下降，同樣要尊守上面的公式定律，此時有下降了的電流：

I降=VOR*TOFF/L

這三項分別是原邊感應(yīng)電壓（即放電電壓）、開關(guān)管關(guān)斷時間和電感量。在經(jīng)過一個周期后，原邊電感電流會回到原來的值，不可能會變，所以，有：

VS*TON/L=VOR*TOFF/L

即上升了的等于下降了的，懂嗎？好懂吧！上式中可以用D來代替TON，用（1-D）來代替TOFF。移項可得：

D= VOR/（VOR +VS）

此即是最大占空比了。比如說我設(shè)計的這個變壓器，我選定感應(yīng)電壓為80V，VS為90V ，則D=80/（80+90）=0.47

第二步，確定原邊電流波形的參數(shù)

邊電流波形有三個參數(shù)，平均電流，有效值電流，峰值電流。，首先要知道原邊電流的波形，原邊電流的波形如下圖所示。這是一個梯形波橫向表示時間，縱向表示電流大小，這個波形有三個值，一是平均值Iav，二是有效值I，三是其峰值Ip，平均值就是把這個波形的面積再除以其時間。如下面那一條橫線所示，首先要確定這個值，這個值是這樣算的，電流平均值：

Iav=Po/（η*VS）

因為輸出功率除以效率就是輸入功率，然后輸入功率再除以輸入電壓就是輸入電流，這個就是平均值電流。下一步求電流峰值。

為了求電流峰值我們還要設(shè)定一個參數(shù)，這個參數(shù)就是KRP，所謂KRP，就是指最大脈動電流△IM和峰值電流Ip的比值（圖二所示），KRP的取值范圍在0和1之間。這個值很重要。已知了KRP，現(xiàn)在要解方程了，都會解方程吧，這是初一的應(yīng)用題啊，我來解一下，已知這個波形一個周期的面積S=Iav*1，這個波形的面積S等于：

S=IM*KRP*D/2+IM*（1-KRP）*D

所以有電流平均值等于上式，解出來峰值電流：

IM=Iav/［（1-0.5 KRP）*D］。

比如說我這個輸出是10W，設(shè)定效率是0.8 ，則輸入的平均電流就是：

Iav=10/0.8*90=0.138A，

我設(shè)定KRP的值是0.6，而最大值：

IM=0.138/（1-0.5KRP）.D=0.138/（1-0.5*0.6）*0.47=0.419A.

下面球電流的有效值I，電流有效值和平均值是不一樣的，有效值的定義還記得嗎，就是說把這個電流加在一個電阻上，若是其發(fā)熱和另處一個直流電流加在這個電阻上發(fā)熱效果一樣的話，那么這個電流的有效值就等于這個直流的電流值。所以這個電流的有效值不等于其平均值，一般比其平均值要大。而且同樣的平均值，可以對應(yīng)很多個有效值，若是把KRP的值選得越大，有效值就會越大，有效值還和占空比D也有關(guān)系，總之。它這個電流波形的形狀是息息相關(guān)的。我就直接給出有效值的電流公式，這個公式要用積分才能推得出來，我就不推了，只要大家區(qū)分開來有效值和平均值就可以了

如圖一所示電路，電流有效值：

所以對應(yīng)于相同的功率，也就是有相同的輸入電流時，其有效值和這些參數(shù)是有關(guān)的，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整參數(shù)，使有效值最小，發(fā)熱也就最小，損耗小。這便優(yōu)化了設(shè)計。

第三步，選定變壓器磁芯

這個就是憑經(jīng)驗了，如果你不會選，就估一個，計算就行了，若是不行，可以再換一個大一點的或是小一點的，不過有的資料上有如何根據(jù)功率去選磁芯的公式或是區(qū)線圖，大家不妨也可以參考一下。我一般是憑經(jīng)驗來的。

第四步，計算變壓器的原邊匝數(shù)

原邊使用的線徑。計算原邊匝數(shù)的時候，要選定一個磁芯的振幅B，即這個磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化區(qū)間，因為加上方波電壓后，這個磁感應(yīng)強(qiáng)度是變化的，正是因為變化，所以其才有了變壓的作用，

NP=VS*TON/SJ*B

這幾個參數(shù)分別是原邊匝數(shù)，，最小輸入電壓，導(dǎo)通時間，磁芯的橫截面積和磁芯振幅，一般取B的值是0.1到0.2之間，取得越小，變壓器的鐵損就越小，但相應(yīng)變壓器的體積會大些。這個公式來源于法拉第電磁感應(yīng)定律，這個定律是說，在一個鐵心中，當(dāng)磁通變化的時候，其會產(chǎn)生一個感應(yīng)電壓，這個感應(yīng)電壓=磁通的變化量/時間T再乘以匝數(shù)比，把磁通變化量換成磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量乘以其面積就可以推出上式來，簡單吧。我的這個NP=90*4.7μS/32mm2*0.15==88.15，取整數(shù)為88匝。

算了匝數(shù)，再確定線徑。一般來說電流越大，導(dǎo)線越容易發(fā)熱，所需要的導(dǎo)線就越粗，，需要的線徑由電流有效值來確定，而不是平均值。上面已經(jīng)計算了有效值，所以就來選線。我用0.25的線就可以了，用0.25的線，其面積是0.049平方毫米，電流是0.2安，所以其電流密度是4.08。一般選定電流密度是4~10A/mm2.記住這一點很重要。 另外，因為高頻電流有趨效應(yīng)，若是電流很大，最好采用兩股或是兩股以上的線并繞，這樣效果更好。

第五步，確定次級繞組的參數(shù)圈數(shù)和線徑

記得原邊感應(yīng)電壓吧，這就是一個放電電壓，原邊就是以這個電壓放電給副邊的，看上邊的圖，因為副邊輸出電壓為5V，加上肖特基管的壓降，就有5.6V，原邊以80V的電壓放電，副邊以5.6V的電壓放電，那么匝數(shù)是多少呢，當(dāng)然其遵守變壓器匝數(shù)和電壓成正比的規(guī)律啦。所以副邊匝數(shù)：

NS=NP*（UO+UF）/VOR，

其中UF為肖特基管壓降。如我這個副邊匝數(shù)等于88*5.6/80，得6.16，整取6匝。

要算副邊的線徑，首先要算出副邊的有效值電流啦，副邊電流的波形會畫嗎，我畫給大家看一下吧，有突起的時間是1-D，沒有突起的是D，剛好和原邊相反，但其KRP的值和原邊相同的，這下知道了這個波形的有效值是怎么算的了吧？哦，再提醒一句，這個峰值電流就是原邊峰值電流乘以其匝數(shù)比，要比原邊峰值電流大數(shù)倍哦。

圖3

第六，步確定反饋繞組的參數(shù)

反饋是反激的電壓，其電壓是取自輸出級的，所以反饋電壓是穩(wěn)定的，TOP 的電源電壓是5.7到9V，繞上7匝，那么其電壓大概是6V多，這就可以了，記得，反饋電壓是反激的，其匝數(shù)比要和幅邊對應(yīng)，懂什么意思嗎，至于線，因為流過其的電流很小，所以就用繞原邊的線繞就可以了，無嚴(yán)格的要求。

第七步，確定電感量

記得原邊的電流上升公式嗎I升=VS*TON/L.因為你已經(jīng)從上面畫出了原邊電流的波形，這個I升=IM *KRP，所以：

L=VS.TON/（IM*KRP）

知道了嗎，從此就確定了原邊電感的值。

第八步，驗證設(shè)計

即驗證一下最大磁感應(yīng)強(qiáng)度是不是超過了磁芯的允許值，有

BMAX=L*Ip/SJ*NP.

這個五個參數(shù)分別表示磁通最大值，原邊電感量，峰值電流，磁芯橫截面積，原邊匝數(shù)，這個公式是從電感量L的概念公式推過來的，因為L=磁鏈/流過電感線圈的電流，磁鏈等于磁通乘以其匝數(shù)，而磁通就是磁感應(yīng)強(qiáng)度乘以其截面積，分別代入到上面，即當(dāng)原邊線圈流過峰值電流時，此時磁芯達(dá)到最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，這個磁感應(yīng)強(qiáng)度就用以上公式計算.BMAX的值一般一要超過0.3T ，若是好的磁芯，可以大一些，若是超過了這個值，就可以增加原邊匝數(shù)，或是換大的磁芯來調(diào).