小功率电源变压器的设计及其实例

小功率电源变压器的设计及其实例

　　我们以伟纳电子电源技术利用TL431作大功率可调稳压电源一文中（以下简称《利》）所用变压器为例，一步一步带领大家完成这个变压器设计的全过程。

    在这篇文章中，我们不去推导相关的应用公式，只是希望读者从这个设计实例中达到举一反三的效果。

    1．计算次级输出功率（P2）

    《利》文中最大输出电压为24V，假设额定输出电流1A，调整管K790管压降3V，倍压整流电路功耗忽略不计，则：    

    P2=(24+3)x1=27W    

    2．计算初级功率（P1）

    假定变压器效率η=0.75，则P1=27W/0.75=36W

    注：变压器的效率根据输出功率的大小不同而略有变化，通常对于容量在100W以下的变压器η在0.7-0.8之间，100W以下至1000W，在0.8-0.9之间，实际运用时，输出功率低者取小值。

    3．计算初、次级线圈的线径(d)      

    式中，I——绕组工作电流,J——电流密度（通常J取3-3.5A/mm2）    

    初级绕组电流I1=36/220=0.164(A)

    3.1初级绕组线径    

        3.2次级绕组线径：

    次级绕组电流I2=1x1.17=1.17A

    式中1.17是变压器次级交流电流的整流系数。    

        因漆包线规格中无0.67mm，故取0.7mm。

    通常我们将次级线圈的电流密度取较小值，以获得小的电源内阻及降低温升。

    4．计算铁芯截面积

    我们用下式计算铁芯截面积（个人认为是较简单的一个经验公式）    

   式中S——铁芯截面积K——系数P2——次级功率    

    K的取值和变压器的输出功率有关，对于100W以下的K取1.25-1.1（功率大者取小值），100W-1000W可直接取1，本例取1.15，则：    

    从理论上来讲，在铁芯截面积不变的情况下，变压器铁芯的舌宽和叠厚可取任意比例，但实际设计中须要考虑线圈的制作工艺，外形的匀称度，漏电抗等因素考虑，一般取舌宽约为1.5～2倍叠厚，本例中选片宽66mm的EI片，叠厚2.7cm。

    5．初、次级绕组匝数

    5．1计算每伏匝数（W0）    

    式中，f——交流电频率（Hz）B——磁通密度（T）S——铁芯截面积（CM2）

    B值视铁芯材料不同取值亦会不同，通用矽钢片材料及其取值勤见下表：

    本例中，选用H23片，B取1.42，则

    5.2初级匝数（W1）

    W1=220W0=1160(T)

    5.2次级匝数（W2）

    式中，1.2是整流后加滤波电容的系数，1.12是为了补偿带负载后绕组阻抗引起的次级电压降，通常次级匝数应增加5%～25%（输出功率小的取大值）。

    至此，变压器的设计工作基本完成。