变压器分类与设计要点：反激、正激与推挽

本文档主要探讨了功率变压器在开关电源中的应用，重点介绍了根据拓扑结构分类的三种基本类型：反激式变压器、正激式变压器和推挽式变压器（全桥或半桥变换器中的变压器）。在深入理解变压器的基本组成和功能后，我们进一步了解了高频变压器设计的关键步骤。 首先，变压器由原边（初级）绕组和副边绕组组成，具有原边电感（励磁电感）和漏感。它们之间的匝数比K反映了电压比。变压器的主要作用包括电气隔离、能量储存、变压和变流。 在高频变压器设计程序中，磁芯材料的选择至关重要。软磁铁氧体因其高电阻率、低涡流损耗和成本效益，常用于开关电源，但其工作磁通密度较低，磁导率不高，对温度敏感，因此需要仔细权衡以达到理想的价格性能比。磁芯结构的设计要考虑减少漏磁和漏感，增大散热面积，优化屏蔽效果，同时保证线圈绕制和装配的便利性。 磁芯参数设计时，工作磁通密度受到磁化曲线、损耗和功率传输方式的影响。对于单向磁通变化，需要在磁芯中适当地留出气隙以降低饱和磁通密度和减少损耗。而在双向磁通工作模式下，可能遇到直流偏磁问题，这时可以通过加小气隙或电路设计中的隔直流电容来解决。 线圈参数涉及匝数、导线截面（直径）、导线形式、绕组排列和绝缘安排。导线直径的选择基于电流密度，一般推荐在2.5～4A/mm²范围内，并需兼顾散热和电气性能。 本文提供了关于开关电源变压器设计的深入分析，涵盖了从基本原理到实际设计细节的全面内容，对于工程师理解和设计高效、性能优良的功率变压器具有重要的参考价值。