1
2
I P 2 I DC 2
L
f

P0

由：

1 2
I DC

IP

IP
I DC
L f P0

①
I P I DC I
I L VinMIN TON
D

TON T
,T

1 f
TON
TOFF
② IP IDC L f DMAX VinMIN
FLYBACK变压器 设计步骤
高斯贝尔数码科技 电源事业部
基本电路拓扑
工作模式
一、连续模式（CCM） 二、断续模式（DCM） 三、临界模式（TM)
一、CCM设计过程
1、CCM公式推导
原边电流波形如下：
Q12波形：
VOR
LEAKAGE SPIKE
Ic(Q12)波 形：
Ic(Q12)近 似波形：
辅助电源绕组匝数：辅助电源取14V，
N AUX

NP
(VAUX VD ) (1 Dmax) Vin(min) Dmax

40 (14 0.6) (1 0.45) 85 0.45
8.4
取8匝
开关管承受的最大电压
在最高输入电压、输出满载情况下，开关管承受的 电压最高：
DT
(1-D)T
图1 开关管VDS波形
△I
IDC 图2 原边开关管电流波形
A1 A2 图3 电流等效波形
VDC+
IPK IP
IP Iin
反激开关电源最大占空比出现在最低输入电 压，满载输出功率的条件下。设开关频率f，
在最大占空比时，当开关管开通时，原边电 流为IDC；当开关管关断时，原边电流上升到 IP，根据能量守恒：
初级电流峰值：
IP

3 Pout
2 Vin(min) Dmax

3 50 2 85 0.45 0.75

2.61A
IDC=0.87A
I 2I DC 2 0.87 1.74 A
变压器初级电感值：
LP
Vinmin TON I
ห้องสมุดไป่ตู้
Vin(min) Dmax I f sw
DT
(1-D)T
图1 开关管VDS波形
△I
IDC 图2 原边开关管电流波形
A1 A2 图3 电流等效波形
IPK IP
IP Iin
2、变压器设计过程
已知条件：Vin=90～264Vac， Vout=+5V/8A，CIN=82uF/400V
设定：fsw=60KHz，Dmax=0.45，Pout＝ 40W，效率＝0.75 ，VIN-MIN=85Vdc
VDS(MAX )
2 Vin(max)
(VOUT
VD ) NP NS
Vl
1.414
264

(5 0.6) 40 3

Vl

448V

Vl
式中第2项为次级对初级的反射电压，第3项为初级 漏感释放能量产生的电压尖峰。 选用600V耐压的MOS管就可。
输出整流二极管承受的最大电压
15mm
变压器初级绕组匝数：
NP

LP I P Ae Bmax

380 10 6 85 106
2.61 0.3
38.9
取整40匝
流过变压器原边绕组电流有效值为：
I Prms
Pin Vin
D

P0
Vinmin

40
D 90* 0.75
0.88A 0.45
同理，在最高输入电压、输出满载情况下，二极管承受的反向电压最高：
VR(MAX )
VOUT
Vin(max) N S NP
VRR
1.414 264 3
5
40
VRR
33V
VRR

DT

0


Po
VIN D
1
PO2
DT
T VI2N D 2 2
流过变压器原边绕组的电流有效值可以近似 等效于流过Q12的电流有效值。
副边电流有效值计算公式
副边波形如下：
Q12波形：
VOR
LEAKAGE SPIKE
VDC+
Ic(Q12)波 形：
Ic(Q12)近 似波形：
85 0.45 1.74 60103
366H
取LP=380uH
选择磁芯：选择TDK PC40 EER2834 Core， Ae＝85mm2，Bsat＝0.39T@100℃，取 Bmax＝0.3T。Bobbin选择EER2834-12PINV，高度为24mm，绕线宽度＝21-2×3.0＝
60K赫兹的集肤深度为:
6.6 6.6 0.027cm 0.27mm f 60000
可采用不超过0.55mm直径的漆包线；
取电流密度为6A，原边漆包线截面积： S=0.88/6=0.147mm2，可采用φ0.45mm漆 包线1根；则电流密度为：
J

I Prms S

4 I Prms
PIN
VIN
I IN

PO

I IN

1 T
DT
0 I P dt D I P
I C Q1
I P 0～DT
0DT～T
则流过Q12的电流有效值为：
ICRMS
1 T
DT I 2CQ1dt 1
0
T
T DT
I
2 C
Q1
dt

1 T

I
2 P
把②式代入①得：
1
2
I DC I P
D V max inMIN

P0

若DCM或临界时，IDC=0， 在CCM时，一般取IP=3IDC
原边电流有效值计算公式
如图2，设IP为△I的中点，则IC的电流波形 可以近似的表示为：高度为IP，宽度为DT的 方波（如图3），则有：
I Srms
Io 1 Dmax
8 10.8A 0.55
取电流密度为6A，原边漆包线截面积： S=10.8/6=1.8mm2，可采用φ0.5mm漆包线9根并绕； 则电流密度为：
J I Srms 4 I Srms 4 10.8 6.1A / mm2
S 9 d 2 9 3.14 0.52
d2

4 0.88 3.14 0.452
5.5A / mm2
变压器次级绕组匝数：
Ns

NP
(VOUT VD ) (1 Vin(min) Dmax
Dm ax )

40 (5 0.6) (1 0.45) 85 0.45

3.2
取3匝
流过变压器副边绕组电流有效值为：