一、反激拓扑型DCM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＜50W的开关电源。
1.2、为了减小电源的体积、降低材料成本、初级电感量小，提高了电源的效率、次级快速整流二极管的反向恢复电流很小，功率管MOSFET实现了ZCS软控制。
1.3、 反馈环路容易控制稳定，若采用电流模式控制，使得补偿更容易。
1.4、设计取最低输入电压时，使得变压器工作在BCM模式，随着输入电压的逐渐增大，逐渐进入DCM模式。
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：
V1ac（min）~V2ac（max）；
4.2、输入交流频率：
Finac（HZ）
4.3、输出直流电压:
Voi（Vdc）；
4.4、输出直流电流：
Ioi（Adc）
4.5、开关频率：
Fs（KHZ）
4.6、高频变压器的转换效率：
Ƞ（％）（一般取经验值：90-95％）（此处的效率不是开关电源的效率。）
4.7、最大占空比：
D（max）（此处通过计算取值；也可以取经验值：0.45；）
4.8、输入电解电容上的纹波电压：
ΔVindc（一般取经验值：20-30）
4.9、高频变压器的反射电压(含漏感电压)：
Vordc（一般取经验值：Vordc 为V1ac（min）的直流数值）
4.10、输出高频整流二极管的正向压降：
Vfdc（按照选择的快速二极管或者是肖特基二极管DATASHEET值）
5、高频变压器DCM模式的计算方法：
5.1、计算最大占实比：D（max）
5.1.1、 已知：最小输入电压是：V1ac（min）：
可以取：Vordc = V1ac（min）；（Vdc）（为经验值，计算值在该范围内）
5.1.2、输入电压V1ac（min），经桥式整流后的电压V1dc（min）：
V1dc（min）=（V1ac（min）*
-ΔVindc）
5.1.3、根据磁平衡原理：
（V1ac（min）*
-20）*D（max）= Vordc（min）*（1-D（max））
求得：D（max）
5.2、计算开关周期：T；TON（开通时间）; TOFF（关断时间）;
5.2.1、 T=1/Fs （us）
5.2.2、 TON = T*D（max）（us）
5.2.3、 TOFF =（1-D（max））*T（us）
5.3、计算次级变压器两端电压：
Vs=（Voi+ Vfdc+Vldc）
其中：Vldc 为次级线路压降（一般取：0.1Vdc）
5.4、计算变压器的匝比：
N= Vordc / Vs
5.5、计算次级峰值电流：
Ispk=2*Ioi /（1-D（max））
5.6、计算出初级峰值电流：
Ippk=Ispk / N
5.7、计算出初级电感量:Lp
5.7.1、 已知开关频率：Fs（KHZ）
5.7.2、 变压器的输入功率：Pin
Po = Vs*Ioi
Pin=Po / ƞ
5.7.3、Lp=2*Pin /（Ippk²* Fs*10³） （H）
5.8、计算初级匝数：Np
5.8.1、根据计算的 Pin值（W），估算Ae的值（cm²）：
Ae= 0.15
) ； （cm²）
根据Ae值，查磁芯厂商规格书，选取合适的磁芯型号；
5.8.2、选取磁芯的：ΔB （一般经验选取：0.2T~0.3T）
5.8.3、Np=Lp*Ippk / （ΔB*Ae）
5.9、计算次级匝数取: Ns
Ns =Np / N
5.10、计算磁芯的气隙：lg ：用以下两种方法计算
为了避免磁芯饱和，在磁回路中加入一个适当的气隙，计算如下：
第一种方法：Lp= Np²*μo*μr*Ae / lg
lg = (Np²*μo*μr*Ae) / Lp （mm）
在上式中： μo =4*3.14*10^-7（H/M）真空磁导率
μr 磁芯不留气隙时的相对磁导率 取 1
Np 初级匝数 ， （匝）
Ae为磁芯的截面积，（mm2）
Lp为初级电感量， （mH）
第二种方法：lg=(0.4*3.14*Lp*Ipk)*10＾8/Ae*Be（max）＾² （cm）
在上式中：Lp 为初级电感量，（H）
Ipk 为初级峰值电流 ,（A）
Ae 为磁芯截面积， （cm²）
Be（max）为最大磁感应强度，（G）取：1650G
5.11、计算初级的线径：Dp（mm）
5.11.1、Iprms=Ippk*（
）；（A）
5.11.2、电流密度：Jp一般取：4~6（A / mm²）
此处可以取：Jp=4.5（A/mm²）
5.11.3、初级导线的截面积：Sp （mm²）
Sp=Iprms / Jp （mm²）
5.11.4、初级导线的直径：Dp （mm）
因为：Sp =3.14*（Dp/2）²
所以：Dp =2*
； （mm）
5.12、计算次级线径：Ds （mm）
5.12.1、Isrms=Ispk*（
）；（A）
5.12.2、电流密度：Js一般取：5~8（A / mm²）
此处可以取：Js=6（A/mm²）
5.12.3、次级导线的截面积：Ss （mm²）
Ss=Isrms / Js（mm²）
5.12.4、次级导线的直径：Ds （mm）
因为：Ss =3.14*（Ds/2）²
所以：Ds =2*
； （mm）
5.13、计算辅助绕组匝数：Na（如果需要辅助绕组做为供电时。）
5.13.1、查规格书选用的电流型PWM IC 的供电电压为：Vaux
5.13.2、Vaux / Voi = Na / Ns ；Na =Vaux*Ns /Voi
5.13.3、因PWM IC的供电电流很小，故取辅助绕组的线径为：
Da=0.15mm~0.25mm。
6、总结说明：
6.1、 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。
6.2、 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。
6.3、 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。
6.4、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。
6.5、 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。
6.6、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。
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