高频变压器的设计难点探析

开关电源之所以比线性电源体积更小效率更高究其原因是使用的储能元件工作在高频状态，而磁性元件在电路中起到功率变换的核心作用，因此其参数和性能对整个电源的性能起着决定性的作用一般情况下，由于每个电源的输入输出参数要求不一样，因此磁性元件需要单独设计定制，而磁性元件的设计和制作相对来说是一件较为复杂的事情。

在反激式隔离型开关电源中，磁性元件由一个单独的储能电感一分为二，因此习惯上也称之为高频变压器。高频变压器工作在一个可变的电磁变换环境下，其磁芯参数、线圈电感、匝数、线径、气隙等参数对整个开关电源的性能起关键性作用。这些参数涉及的理论知识面广，计算公式繁多、过程复杂，计算步骤灵活多变，没有唯一确定的解。这也导致其设计方法没有统一的套路，不同的人有不同的习惯，不同的性能要求有不同的出发点。例如有的重点考虑漏感，因此在设计时先考虑把次级绕组绕满骨架的窗口；有的重点考虑空间体积，那么要先确定磁芯和骨架的型号。

因此，同样的输入输出参数，不同的考虑设计出来的变压器可能大不相同，但是只要设计得当，都可以使电路完成所需的功能，达到性能要求，只是工作点会有所不同。但从总的设计原则来说，在设计时必须保证变压器在额定的输入电压和负载范围内能正常工作，还要考虑留有一定的裕量，特别是当电源工作在最恶劣的条件下还要保证能够正常工作。当输入电压最小且输出功率最大时，变压器线圈的电流最大，储能最多，承受的负荷最大，因此这个工作点是变压器参数设计的依据。(www.xing528.com)

事实上，变压器的设计不是一次就能解决所有问题的，有时要经过多次整改加上外围电路的配合才能逐渐满足要求，这对设计者理论基础和实践经验都有较高的要求。

为了提高工作效率，加快产品的研发上市，许多开关电源芯片厂商在销售IC时一并提供变压器设计软件，只要输入相应若干指标就可以很快得到多个可选方案，用户可以作为参考。在工程实践中，有时还要考虑空间体积和散热的要求，为了简化，在此暂不作讨论。