【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计（三）高频变压器设计和绕制篇

第一步，设定初始系统参数

输入电压：Vin=220V，整流后的直流电压Vdc=Vin*√2=311V

输出电压：Vout=12V，输出电流：Iout=1A

输出功率：Po=Vout*Iout=10W，效率：η=85%

开关频率根据芯片手册选择，这里的振荡器频率就是我们芯片的工作频率，所以选择典型值：Fsw=65KHz

第二步，计算匝比

我先预设反射电压：Vor=140V，所以得到匝比：n=Vor/Vout=11.667

不知道你心里有没有跟我一样，感觉我取值非常随意，但是这也是我最近发现设计反激式开关电源最头疼的事情，这个我也问过同事，开始设计都是摸着石头过河，不可能得到一个最优解，只要我们选取的参数在合理范围内，电路能够正常工作，那么这个参数就是最合理的，我的想法先照着这个模式搞定一个变压器设计和绕制，后期进行迭代优化。

第三步，计算初级感量，这一步也是蛮重要的，后续绕制的变压器的感量要参考这个来。

先求出最大占空比：Dmax=Vor/(Vdc+Vor)=0.31

再计算最大导通时间：Tonmax=Dmax/Fsw=4.774us

计算初级感量Lp的理论值就计算出来了，大约在2.689mH

第四步，可以计算出初次级电流，这个主要是影响我们线圈匝数和线径如何选择。

初级峰值电流计算

初级有效值电流计算

次级峰值电流计算

次级有效值电流计算

第五步，确定变压器的磁芯，这步是确定变压器的磁芯和骨架，方便我们进行变压器的绕制，也是给变压器厂商的主要参数部分。

通常情况下，确定磁芯有两种办法，一种是根据输出功率选择，另一种是根据AP法选型。

这里我这个功率比较小，所以直接选择的EE16。

本想着自己也是第一次做高频变压器，借着实验室有这个设备自己绕制一下，但是后来发现绕制的时候实验室没有EE16的磁芯和骨架，于是在同事的建议下选择了PQ2720 PC94材质的，所以查看磁芯规格表可以知道PQ2720基本参数。

但是我查了一下磁芯规格表，发现并没有PQ2720这个参数，只有PQ2620，但是同事告诉我说这个可能跟变压器厂商自己定义的型号有关，评论区有没有懂的，可以留言一下~

暂且按照同事给的参数表取值，磁芯截面积Ae=112mm^2，取最大磁通密度Bmax=0.28T

第六步，计算初次级线圈匝数，，这一步主要是计算变压器绕制需要多少圈，越来越接近绕制了，有点激动！😜

计算初级线圈匝数

所以初级线圈可以选择48圈。

计算次级线圈匝数

所以次级线圈可以选择4圈。

辅助绕组电压是VCC供电电压，这里查看规格书是16V状态下测试电气参数的，为了方便计算匝数，选择Vaux=15V

辅助绕组匝数

所以选择辅助绕组匝数Naux=5。

第七步，确定变压器的线径，完成这步就可以进行变压器的绕制了。

预设电流密度

计算初级的线径

可以采用1根0.2mm的线

考虑到趋肤效应和实验室没有那么粗的线，所以采用4根0.4mm的铜丝

由于之前做的是5V2A，也是因为输出电流太大，计算下来线径太粗了，需要0.5mm的线，至少需要5根，考虑到变压器绕制绕不下，所以后来更改为12V1A。

接下来就是高频变压器的绕制部分了，这一步主要是变压器的绕制工艺部分。

第一步，准备工作

首先准备好绕制的圈数和线径，像下面这张表一样，把信息汇总好。

变压器的绕制通常采用三明治绕法，即为原边线圈-副边线圈-辅助绕组-原边线圈，这种模式进行绕制的好处就是可以增加初次级耦合的面积，减小漏感。

关于这个三明治绕法，我参考了一下电源网的一位大佬的文章，写的非常好，点赞😀，感觉电源网真的很不错，为很多创作者提供平台，让他们可以在这里创作，我们才能读到课本里学不到的知识点。

大家感兴趣直接在电源网主页搜索：不讲计算，聊聊高频变压器的工程经验-电源网

然后准备好两个磁芯和一个骨架，开始绕制。

这个磁芯写错了，应该是ED2027，Ae是正确的，手动纠正一下哈哈😂

期待大佬最后测试结果

现在遇到问题了，有空载没有输出哇😂，找俩小时了

我再补充一下，准备工作的细节部分。

1、ED2027的磁芯和骨架，各种铜线，适合的麦拉胶带，镊子，斜口钳，变压器绕线机（计数器记得清零，要不然绕的圈数不准哦），锉刀，白纸，烙铁，LCR表。2、确定好骨架1脚位置；3、插入骨架到变压器绕线机上。

第二步，主要是按照变压器参数需求进行绕制工艺

绕制原边N1

选择0.2mm的线，1股，从3脚进线，顺时针绕制24圈，从2脚出线。

绕制完需要缠绕2层麦拉胶带。

在确定的骨架和线径的情况下，计数器的数字越固定说明手艺越好。

 绕制副边N2

选择0.4mm的线，4股，从7脚进线，顺时针绕制4圈，从6脚出线。

绕制完需要缠绕2层麦拉胶带。

 绕制辅助绕组N3

选择0.2mm的线，1股，从5脚进线，顺时针绕制5圈，从4脚出线。

绕制完需要缠绕2层麦拉胶带。

 绕制原边N4

选择0.2mm的线，1股，从3脚进线，顺时针绕制24圈，从2脚出线。

绕制完需要缠绕2层麦拉胶带。

这样就完成绕制工艺的动作。

第三步，主要是给变压器加锡固定

加锡是为了固定引脚，防止引脚乱飞，造成主绕组和辅助绕组落层，这一步出现还可以加铁氟龙套管，防止主绕组和辅助绕组交叉，变压器就容易烧坏。还有变压器需要加凡立水固定，这个工艺我们也没有，最好少碰这个凡立水，多少有点危害身体哈。但是我们是DIY的话，可以不加套管。

忽略我的小胖手，可以看到我已经对变压器原副边加锡固定。

接下来就是费时间的磨气隙了。

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