反激拓扑型DCM（BCM）CCM模式高频变压器设计
反激式高频变压器的功能：反激式开关电源中的高频变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量、隔离绝缘等功能。
1、 关于高频变压器工作模式DCM（BCM）CCM的选择原则：
1.1、此处待设计的开关电源输入电压范围较宽，电源的功率符合反激开关电源的拓扑范围：一般适合功率＜150W的开关电源。
1.2、反激电源高频变压器在轻负载时进入DCM模式，在重载时进入CCM模式
1.3、设计考虑：负载的 65％*Iout（max）工作在DCM模式；
负载的Iout（max）工作在CCM模式。
设定：DCM和CCM的临界点是 ：Iout＝65％*Iout（max）。
1.4、一般设计考虑：CCM模式：Kp＜1（具体取值根据需要定）；BCM模式：Kp=1。
1.5、采用DCM（BCM）CCM并存的工作模式：集中了两种模式的优点，电源的工作效率优良，反馈环路稳定性好，变压器的体积、成本得到优化，EMI性能得到改善。
2、 根据计算的变压器总功率值选取合适的变压器磁芯
3、 将已知条件带入公式中计算出结果
4、输入规格要求：
4.1、输入交流电压范围：
Vinac（min） ～Vinac（max）；
4.2、输入交流频率：
Finac（HZ）
4.3、电源的效率：ŋ（一般取：0.8-0.85）
4.4、输出直流电压:
Vout（Vdc）；
4.5、输出直流电流：
Iout（Adc）；
4.6、开关频率：
Fosc（KHZ）；
4.7、输出高频整流二极管的正向压降：
Vf（按照选择的快速二极管或者是肖特基二极管DATASHEET值）
5、 DCM和CCM模式并存的反激高频变压器设计计算
临界点选取：DCM和CCM的临界点选取：Iout＝65％*Iout（max）。
6、 变压器反射电压Vor的确定：
变压器反射电压Vor在MOSFET关断时，次级导通使初级感应得电压。
要想确定Vor的值，就要从MOSFET关断时承受的电压应力考虑。如下图。
Vds=Vor+Vdcmax+Vspike+Vmargin
此处选用MOSFET的耐压：Vds＝600V
最大输入直流电压：VIN=Vdcmax＝Vimax*
初级绕组漏感感应电压：Vspike：（取95v）
考虑安全余量：Vmargin：（取30-70v）
此处的Vor是综合经验值，并且是在：最大占空比Dmax＜0.5的条件下。
MOSFET的Vds波形
7、 计算匝比：N 此处有两种方法
方法1：N=Np/Ns=Vor/(Vout+Vf)
方法2：先假设Dmax
一般利用经验取Dmax为小于0.5得值，这里我们取0.45。
当Vdcmin最小时，Ton最大
由：N=Np/Ns= Vdcmin/（（Vout+Vf）*（Dmax/（1-Dmax）））
其中：Vdcmin=（Vinac（min）*
-ΔVindc）；ΔVindc=25V
8、 计算最大占空比：Dmax
Dmax*Vdcmin=Vor*(1-Dmax)；Vdcmin同上
9、 计算次级电感量：Ls
由临界点负载电流：Iout＝65％*Iomax
临界点满足DCM特点：可以得到次级尖峰电流
Isp1＝2Iout/(1-Dmax)
由：Vout*(1-Dmax)/Ls=Ispk可以得到：Ls
10、计算初级电感：Lp
由Lp/Ls=(Np/Ns)*(Np/Ns)=N²；得到：Lp
11、计算次级电流的峰值：Ispk
由于峰值点工作于CCM状态，这里Iout，其中的交流分量没有变化，增加的是部分直流分量为：∆Iout=1/2*65％Iout（max）。
假设直流分量的增量为∆Io；则：
∆Io*（1－Dmax）=∆Iout，得：∆Io
此时得Ispk＝∆Io＋Ispl
12、计算初级的峰值电流：Ippk
Ippk＝Ispk/(Np/Ns)
13、磁芯型号的选取：
根据公式：Ap=Pin*104/（1000*Fosc*Bm*Jb*Ku）,
其中:
Pin变压器的标称输入功率= Pout（ocp）/ ŋb；（ŋb=0.9）
此处：Pout（ocp）=Iout*120％*(Vout+Vf)
Ku(窗口的铜填充系数)=0.4
变压器磁通密度Bm=2000 Gs
Jb(电流密度): Jb=500A/cm2;
Fosc 开关频率；（Hz）
考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:找到符合要求的磁芯。
14、计算初级匝数：Np
由以上的Lp，Ippk进行以下计算：
Np=（Lp*Ippk）/（Bm*Ae）
15、计算次级匝数：Ns
由 Np/Ns=N 得 Ns
16.磁芯气隙的计算：lg
Lg=0.4*3.14*Ae*（1/Alg-1/AL）（mm）
其中：AL:磁芯开气隙前的电感系数，可通过磁芯手册获得。
Alg：磁芯开气隙后的电感系数
且：Alg=1000*Lp/Np²
气隙长度 Lg （mm）
Ae为选用磁芯的有效截面积 （mm²）
为了保证变压器的可生产性，气隙长度一般不小于 0.25~0.5mm。
17、初级导线直径：Dp
17.1、初级电流有效值：Ip(rms)
Ip(rms)=（Pout/ ŋ）/Vin(min)
Pout=（Vout+Vf）*Iout
17．2、初级裸导线截面积：Sp
裸导线截面积系数：Ks=0.8
初级导线电流密度：Jp=4A/mm²
Sp=Ip(rms)*Ks/Jp
17.3、初级导线的直径：Dp
Dp=1.13*
18、次级导线直径：Ds
次级导线的电流密度：Js=5A/mm²
Ds=1.13*
19、总结说明：
19.1、 至此基本完成了高频变压器的关键参数设计，这才是第一步。
19.2、 接下来还要整理成设计文档，作为第一设计版本。以此作为外加工打样使用，或者作为自己绕制样品的依据。
19.3、 根据研发产品的技术规格要求，对制作好的变压器样品进行测试验证，初步确定变压器样品满足规格要求时，可以将变压器样品焊接在电源板上进行电性能的测试。
19.4、根据电源测试报告，与电源设计规格比较，检验是否符合设计规格要求。必要时需要调整磁芯的气隙lg来微调初级电感量Lp的参数值，再进行试验。
19.5、 高频变压器的重要性对于研发设计的开关电源产品来说是至关重要，对于设计者的要求是理论结合实际，多试验，不断积累经验，掌握一套行之有效的设计方法，设计出符合设计要求的变压器。
19.6、最后将符合设计要求的变压器参数整理成设计文档，作为正式文件归档。并且作为小批量试产的外加工规格要求，最终完成量产以及需要认证工作。
各位良友，你们好！
我是良师，从业三十多年的电源高级工程师，接下来由我带你如何从零基础到电源工程师的进阶。
目标是：跟着良师学电源 你能生存能赚钱！
Follow me HFTD A to Z
跟我学高频变压器设计很容易！