反激式开关电源变压器的设计研究

蔡名斌

摘 要：随着经济的发展，科学技术水平的提高，对于电源技术的研究也在逐渐深入，促进电源开关以及电源变压器的发展对于社会生产生活具有十分重要的作用，因此，对于反激式开关电源的设计是十分重要的。通过磁学理论的应用，使用有效的方法对反激式电源开关予以设计。本文通过对反激式开关电源变压器的设计予以研究，通过对磁芯的大小以及绕组的电感值进行分析，整合参数，予以探讨，提高反激式电源开关使用的效率，将计算的难度以及复杂性予以降低，促进设计方法的简便性。

关键词：反激式;开关电源;变压器;设计

【中图分类号】TN86  【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0194-01

在对反激式电源开关予以设计时，要对反激式电源变压器予以重视，其是开关电源设计中的核心部位，具有关键性的作用，因此，其在使用过程中对于变压器参数的变化具有十分重要的作用。因此，对实际情况进行分析，对反激式变压器予以有效设计，对于其运行具有优化作用，在大大降低各个电源器件磨损的基础上，变压器的散热性也会具有十分有效的解决。在变压器设计不合理的情况下，电源开关的使用性能会大幅度的降低，增加电路的损耗值。

1 关于反激式电源开关的原理与设计方法分析

反激式的电源开关主要是由基本的拓扑结构组成，其中包括变压器的触及绕组以及次级绕组的匝数[1]。在对反激式电源开关予以分析时，可以将其作为一种模型，通过将不同的参数数据予以对比，初级与次级的绕组匝数予以对比，并且将其输出电压以及输出的电流进行计算，可以了解到，在忽然出现损耗状态的前提下，其参数是存在一定联系的，并且使用模型的占空比计算方法，将开关以及二级管压的因素纳入考虑范围内，可以得出反激式开关电源的占空比方程。通过对其计算方式分析可以得知，当电源开关的输入电压呈现最小值的状态时，开关电源电流达到最大值，并且其初级绕组的中峰值电流也在其开关管的闭合状态中形成最大值，这在电源意义上是较为普遍出现的最为恶劣现象，在对变压器予以设计时，其中一个关键性问题是保证磁路不会产生饱和状态，因此，在对变压器予以设计时，要对最大值的峰值电流予以重视。通过对法拉第定律予以分析，可以从中得出电压方程的计算方式，将C设置为磁芯的有效横截面面积，设置B为线圈的匝数，因此可以得出：电压=（V*T）/2*B*C。

这一计算方式是通过对磁感应强度的变化予以设计，在磁性材料属于大部分范围内，可以将其与磁性感应的强度予以联系，并且通过对伏秒法则，对电流与电压的关系予以推导，可以发现二者成正比。通过相应的计算公式可以对反激式的变压器初级绕组匝数予以确定，并且在其他变压器的电感设计中也可以进行使用。通过公式计算可以对相应参数关系进行分析，绕组匝数的计算与气隙以及磁芯的长度和其有效体积并不形成一定关系，并且对于磁导率也不会存在一定的依赖作用，其运行中与负载电流的大小等因素并不存在具体的联系。针对变压器的设计，需要将最恶劣的情况考虑在内，当变压器中的峰值电流达到最高时，变压器中的峰值磁感应能力对于磁感应的饱和强度也会十分接近，这时，变压器可以实现正常运作。

在对初级绕组匝数进行计算之后，需要对其峰值以及电感量予以计算，因此，需要先计算出变压器正常运作状态下，磁芯需要的气隙长度值。因此，设计人员可以根据相应的计算公式，对气隙的参数以及磁芯的参数进行计算，通过已知的电感量参数，对气隙的长度进行计算。在对初级绕组匝数以及电感量、气隙长度值计算结束之后，对次级绕组匝数以及气隙的长度予以计算。通过以上步骤，对变压器设计的所有参数量予以计算，保证计算的正确度，实现计算的有效率，提高变压器的使用效果。

2 关于单端反激式开关电源的原理分析

单端的主要含义是高频电压器在实际工作中，其磁芯艾磁滞回线的一侧进行工作，也就是说器件只存在漏极一侧的脉冲调制信号的功率输出端。与此同时，反激式主要含义是指功率开关管在进行导通的情况下，高频变压器的初级绕组感应压力主要分为上正极以及下负极，这时整流二极管会处于截止的状态，并且初级电阻会存储一些能量。在功率的开关管进行截止时，变压器中存储的部分能量会经过初级绕组以及二级整流实现负载化输出，以此来实现通过开关的频率对次级电流予以控制。当开关的频率达到一定程度时，高频电压器会实现对电能的快速储存和释放，并且在经过高频整流的滤波过后，会对直流电压进行更加简便的获取。

3 关于计算结果分析

在交流电予以充足状态时，这种状态下，电源开关的运作是较为稳定的，并且随着交流电压的逐渐变大，电压波形成的动荡主要表现形式是变压器呈现漏感以及变压器的分布电容，设备出现结电的现象，与变压器的寄生电容具有十分重要的联系[2]。因此，在绕制的变压器对于绕组间的空隙进行缩小时，会对漏感进行一定程度的缩小，以此来降低变压器的振荡幅度，提高电源开关的使用稳定性。

变压器使用性能是开关电源中十分重要的组成部分，并且其本身具有的特性对于电源开关的使用也是存在较大的联系，例如其磁能转换作用以及电压变换作用 等，对于开关电源的使用具有关键性意义。针对变压器设计的优势对于其使用的技术性以及稳定性是十分重要的。以往的设计形式计算公式较为复杂，并且参数数据较多，在设计结束后，其使用过程中的稳定性无法得到保证。

总结：

随着经济的发展，技术水平的提高，人们在实际的生产生活中，对于电源技术的人使用是十分普遍的，因此对开关电源的技术开发对于社会的生产和发展具有十分重要的意义、由于变压器的设计是开关电源中的核心部分，因此，对其使用具有关键性意义，对变压器的有效设计有利于电源开关的高效使用。通過对传统变压器的设计进行分析，针对其中存在的问题予以改进，以此来提高设计技术，促进变压器设计的优化，提高设计有效性，降低运行过程中的损耗值。

参考文献

[1]刘洋洋，周玉娇. 反激式开关电源变压器设计的相关研究[J]. 建筑工程技术与设计，2017，000（016）：3553-3553，3555.

[2]严会会，韩敏. 一种单端反激式开关电源设计[J]. 信息通信，2019.