1117433张硕（自考论文）

毕业设计任务书

毕业设计题目： 30KHz开关电源的高频变压器设计

学生姓名 张硕

班级学号 1117433

指导教师 李冬冬

毕业设计(论文)进行地点： 辽宁机电职业技术学院

沈阳工程学院毕业设计（论文）

摘 要

随着电源技术的不断发展，高频化和高功率密度化已经成为开关电源的研究方向和发展趋势，变压器是开关电源的核心部件，并且随着频率和功率的不断提高，其对电源系统的性能产生影响也日益重要，因此高频开关电源的变压器设计是实现开关电源发展目标的关键。

本文主要研究高频变压器的工作原理，作用和分类。高频变压器和低频变压器的工作原理一样.就是频率不同所用的铁芯材料不同.低频变压器一般用铁芯,高频变压器用铁氧体磁芯或空芯。变压器的工作原理是用电磁感应原理工作的。常见的带隔离开关电源按按电路的拓扑结构：正激式、反激式、推挽式、半桥式

和全桥式，本人简单介绍其工作原理，了解变压器在开关电源中的作用。变压器设计其实就是实现开关电源发展目标的关键，高频变压器的设计要求包括:使用条件,完成功能,提高效率,降低成本。

关键词 开关电源，高频，变压器，电磁感应

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30KHz开关电源的高频变压器设计

Abstract

With the continuous development of power technology, high-frequency and high

power density switching power supply technology has become the research and development trend, switching power supply transformer is the core component, and with increasing frequency and power, its power supply system increasingly important impact on performance, so high-frequency switching power supply switching power supply transformer design is to achieve development goals.

This paper studies the working principle of high-frequency transformer, function and classification. With the isolation of several commonly used in switching power supply transformer switch roles and work. And design a 30KHZ frequency switching power supply transformers.

Key Words switching power supply, high frequency, transformer, electromagnetic induction

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沈阳工程学院毕业设计（论文）

目 录

中文摘要……………..…………………………………………..……….….………………..1 Abstract…………….……………………………..……………………….….………………...2 1 引言……….…………………………………………….….………………………………...5 2 高频变压器概述………..….…………………………….…..….…………………………...6. 2.1 高频变压器的工作原理及作用………………………………………………………...6 2.1.1 变压器的工作原理………………………………………………………………....6 2.1.2 高频变压器的工作原理…………………………………………………………....6 2.1.3 高频变压器的作用………………………………………………………………....6 2.2 高频变压器的定义与分类…………………………………………...………………....7 2.2.1 高频变压器的定义……………………………………………...………………. ...7 2.2.2 高频变压器的分类……………………………………………...………………. ...7 2.3 高频变压器与普通变压器的区别…………………………………...………………....7 2.4 绕制变压器的注意事项………………………………………………………………...7 3 常见的带隔离的开关电源变压器的电路原理………………………………………….. ...9 3.1 开关电源变压器………………………………………………………………..…….....9 3.1.1 开关转换器………………………………………………………………………… 9 3.1.2 开关电源……………………………………………………………….…….……...9 3.1.3 高频开关电源的基本电路组成……………………………………………. ……...9 3.2 高频电源的分类方式......................…………….…………….…………..…….……….9 3.2.1 按DC／DC转换器的开关条件…………….…………….…………..…….……… .9 3.2.2 按驱动方式…………………………………………………………….…….……...9 3.2.3 按输入与输出之间是否有电气隔离………………………………….…….……...9 3.2.4 按电路的拓扑结构…………………………………………………….…….……..10 3.3 开关电源变压器的电路原理......................…………….…………….………………...10 3.3.1正激电路……………………………………………………………….…….……...10 4 高频变压器的基本设计步骤………………………………………………….…….…….. .12 4.1 高频变压器的设计要求.............…………….…………….…………..……….…….. ..12 4.2 高频变压器的设计步骤.....................…………….…………….……………….……...12 4.2.1 磁心材料的选择…………..........…………….…………….……………….……...12 4.2.2 磁芯结构的选择…………..........…………….…………….……………….……...12 4.2.3 磁心参数ΔB的选择…………..........…………….……………….………………13 4.2.4 线圈参数的计算与选择…..........…………….…………….……………….……...13 4.2.5 组装结构的选择…………..........…………….…………….……………….……...13 4.2.6 工作点的确定………………………………………………………….…….……..14 4.2.7 变压器磁芯的具体计算方.........…………….…………….……………….……... 14 4.2.8 实际高频变压器的设计过程......…………….…………….……………….……...14 5 30KHz高频开关电源变压器设计……………………………………………….…….…….15 5.1 变压器的性能指标............…………….…………….…………..…………….….…… .15 5.2 变压器磁芯的选择............…………….…………….…………..…………….….…… .15

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30KHz开关电源的高频变压器设计

5.3 工作点的确定……............…………….…………….…………..…………….….…… .16 5.4 工作过程........……............…………….…………….…………..…………….….……. 16 5.5 变压器主要参数的计算.........…………….…………….…………..………….….…….16 5.5.1 变压器的计算功率………… ……….…………….…………..………….….……. 16 5.5.2 变压器的设计输出能力 ………….…… ……….………..…………….….………16 5.5.3 绕组计算…………………… ……….…………….…………..………….….……. 16 5.5.4 导线线径…………………… ……….…………….…………..………….….……. 17 5.6 线圈绕制.....................…………….……………. …… ……..………….….…….……. 17 5.7 线圈绝缘.....................…………….……………. …… ……..………….….…….……. 17 5.8 效果检测.....................…………….……………. …… ……..………….….…….……. 18 5.8.1 温升校核...............…………….…………….…… ……..………….….…….……. 18 5.8.2 检测结果...............…………….…………….…… ……..………….….…….……. 18 结论………….………….……………………..….……...………..….………... ….…….……. 19 致谢……………….……………………..…….…………...…………………. ..….…….……. 20 参考文献.…………….…………………..….…..……………….………….…….…….………21 附录A1.1开关电源变压器原理图…………….…….………….……….………….…………22 附录A1.2主电路图.…….…..……………….………….…….………….……….……………23 附录A1.3高频变压器静态测试参数…………….………….…….………….……….………24

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