變壓器設(shè)計(jì)的全過程

我們以電子電源技術(shù) 利用TL431作大功率可調(diào)穩(wěn)壓電源一文中（以下簡稱《利》）所用變壓器為例，一步一步帶領(lǐng)大家完成這個(gè)變壓器設(shè)計(jì)的全過程。
在這篇文章中，我們不去推導(dǎo)相關(guān)的應(yīng)用公式，只是希望讀者從這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例中達(dá)到舉一反三的效果。
1．計(jì)算次級輸出功率（P2）
《利》文中最大輸出電壓為24V，假設(shè)額定輸出電流1A，調(diào)整管K790管壓降3V，倍壓整流電路功耗忽略不計(jì)，則：
P2=(24+3)x1=27W
2．計(jì)算初級功率（P1）
假定變壓器效率η=0.75，則P1=27W/0.75=36W
注：變壓器的效率根據(jù)輸出功率的大小不同而略有變化，通常對于容量在100W以下的變壓器η在0.7-0.8之間，100W以下至1000W，在0.8-0.9之間，實(shí)際運(yùn)用時(shí)，輸出功率低者取小值。
3．計(jì)算初、次級線圈的線徑(d)

式中，I——繞組工作電流, J——電流密度（通常J取3-3.5A/mm2）
初級繞組電流I1=36/220=0.164(A)
3.1初級繞組線徑

3.2次級繞組線徑：
次級繞組電流I2=1x1.17=1.17A
式中1.17是變壓器次級交流電流的整流系數(shù)。

因漆包線規(guī)格中無0.67mm，故取0.7mm。
通常我們將次級線圈的電流密度取較小值，以獲得小的電源內(nèi)阻及降低溫升。
4．計(jì)算鐵芯截面積
我們用下式計(jì)算鐵芯截面積（個(gè)人認(rèn)為是較簡單的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式）

式中S——鐵芯截面積 K——系數(shù) P2——次級功率
K的取值和變壓器的輸出功率有關(guān)，對于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，則：

從理論上來講，在鐵芯截面積不變的情況下，變壓器鐵芯的舌寬和疊厚可取任意比例，但實(shí)際設(shè)計(jì)中須要考慮線圈的制作工藝，外形的勻稱度，漏電抗等因素考慮，一般取舌寬約為1.5～2倍疊厚，本例中選片寬66mm的EI片，疊厚2.7cm。
5． 初、次級繞組匝數(shù)
5．1 計(jì)算每伏匝數(shù)（W0）

式中，f——交流電頻率（Hz） B——磁通密度（T） S——鐵芯截面積（CM2）
B值視鐵芯材料不同取值亦會不同，通用矽鋼片材料及其取值勤見下表：

本例中，選用H23片，B取1.42，則
5.2初級匝數(shù)（W1）
W1=220W0=1160(T)
5.2次級匝數(shù)（W2）

式中，1.2是整流后加濾波電容的系數(shù)，1.12是為了補(bǔ)償帶負(fù)載后繞組阻抗引起的次級電壓降，通常次級匝數(shù)應(yīng)增加5%～25%（輸出功率小的取大值）。