变压器制作

本文主要是介绍变压器制作，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1设计需求

此次设计的变压器用来制作一个220V转5V输出的电源，通过反激的方式，实现一个开关电源。原理图如下所示。

原边电压：220V交流电经过整流桥和滤波电容后，电压为直流311.08V=220*根号2.

（桥式整流：后不加电容，输出电压为220*0.9=198V.加电容，不带负载，电压为220*根号2=311.08V.加电容，带负载，电压为220*1.2=242V.）

副边电压：输出6路电压，分别为30V、12V、5V、3.3V、-5V、5V控制信号电压。

2器件选择

2.1绕线骨架

2.2绕线设计

2.2.1线径计算

设计系统原边电压311V，副边电压分别为30V、12V、5V、3.3V、-5V、5V控制信号电压，输出最大功率分别为3W、6.6W、12.5W、9.9W、0.5W，总功率为32.5W.

原边：输入电压311V，电流：32.5W/311V=105mA.功率32.5W.

副边：

30V端：输出电压30V，电流：100mA.功率3W.

12V端：输出电压12V，电流：550mA.功率6.6W.

5V端：输出电压5V，电流：2.5A.功率12.5W.

3.3V端：输出电压3.3V，电流：3A.功率9.9W.

-5V端：输出电压-5V，电流：100mA.功率0.5W.

有关高频变压器线径的确定方法，高频变压器线径的计算公式，高频电流在导体中会有趋肤效应，在确定线经时，另外要计算不同频率时导体的穿透深度。

高频变压器线径的确定方法
高频变压器线径的确定根据公式：D=1.13*SQRT(I/J)，J是电流密度(A/mm^2)。

高频电流在导体中会有趋肤效应，在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度。

公式:d=66.1/SQRT(f)

计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线

例如：

1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2

D=1.13*SQRT(1/4)=0.565mm Sc=0.25mm^2

d=66.1/(f)^1/2=66.1/SQRT(100000)=0.209mm

2d=0.418mm

采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2

2根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2

可知：采用2*0.4的方案可以满足计算的要求。

原边设计：

电流按照200mA,频率100K，假设电流密度取4A/mm^2。

D=1.13*SQRT(0.2/4)=0.25mm Sc=0.05mm^2

d=66.1/(f)^1/2=66.1/SQRT(100000)=0.209mm

2d=0.418mm

采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2

满足要求。

副边设计：

先设计最大的3.3V时3A电流。

电流按照3A,频率100K，假设电流密度取4A/mm^2。

D=1.13*SQRT(3/4)=0.98mm Sc=0.76mm^2

d=66.1/(f)^1/2=66.1/SQRT(100000)=0.209mm

2d=0.418mm

采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2

7根0.4的截面积Sc=0.1256*7=0.87mm^2

可知：采用7*0.4的方案可以满足计算的要求。

电压V	功率(W)	电流(mA)	所需导线	所需截面积	线径D=1.13*SQRT(I/J)	穿透深度d=66.1/SQRT(f)
311	32.5	105	0.4*1	0.05	0.25	0.209


30	3	100	0.4*1	0.025	0.179	0.209
12	6.6	550	0.4*2	0.138	0.42	0.209
5	12.5	2500	0.4*5	0.64	0.9	0.209
3.3	9.9	3000	0.4*7	0.76	0.98	0.209
-5	0.5	100	0.4*1
5v控制端		100	0.4*1

采用0.4mm的线。

2.2.2绕制方式

都采用顺时针绕制。

绕制方式	进线	出线	端口	端口
原边	5	1	1	6
30	6	10	2	7
12	7	10	3	8
5	8	10	4	9
3.3	9	10	5	10
-5	10	4
5v控制端	3	10

2.2.3绕制匝数

　　1.求每伏匝数：
　　每伏匝数=55/铁心截面
例如，铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米
故，每伏匝数=55/5.6=9.8匝

2，求线圈匝数
初级线圈 n1=220╳9.8=2156匝
次级线圈 n2=8╳9.8╳1.05=82.32 可取为82匝
次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降

则：

电压V	匝数	取整
311	3047.8	3048
30	308.7	309
12	123.48	123
5	51.45	51
3.3	33.957	34

3变压器制作

3.1绕线方式

3.1.1环形绕法

多用于高电压、大功率变压器。

环型变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片（片厚一般为0.35mm以下），无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环型变压器的线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25%。环型铁芯由硅钢带缠绕而成，环型铁芯有一个连续不断的磁路，而叠片铁芯变压器在EI片间有气隙;因此，存在较大的气隙磁阻是叠片变压器的主要缺点。环型铁芯没有空气间隙，电噪声相对EI型和C型铁芯变压器要小的多。采用真空浸渍技术，可使铁芯成为牢固的整体，在绕线和加工过程中不变形;由于环型铁芯非常牢固，因而减少了振动和音频噪声。