变压器中的n1:1和n2:1详解：以EPC17/17型开关电源变压器为例

变压器中的n1:1和n2:1详解：以EPC17/17型开关电源变压器为例

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Naiva/article/details/146386607

在电子工程领域，变压器是常见的元器件之一，其匝数比直接影响电压转换效果。本文将详细介绍变压器中n1:1和n2:1的含义，并以EPC17/17型开关电源变压器为例，讲解具体的制作步骤和参数计算方法。

变压器匝数比的基本概念

n1:1和n2:1都是变压器的匝数比（Turns Ratio），它们表示变压器初级线圈和次级线圈之间的匝数比。具体来说：

• n1:1表示变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比是1:1，意味着初级和次级的匝数相等，因此输入和输出电压基本相同。这通常用于提供隔离而不改变电压大小的场合。

• n2:1表示变压器的初级线圈的匝数是次级线圈的2倍，即初级有2倍于次级的匝数。这意味着输出电压会是输入电压的1/2，或者输出电流是输入电流的2倍。

变压器匝数比的影响：

• 变压器的匝数比直接决定了电压的转换比。根据匝数比，变压器可以实现电压升高或降低。

• 匝数比（n:1）: 如果初级线圈匝数大于次级线圈，电压会被降低；如果初级线圈匝数小于次级线圈，电压会被升高。

• 电压比与匝数比相同，也就是说，匝数比决定了电压的变化比例。

例如，若一个变压器的匝数比是2:1，那么输入电压的两倍将会出现在变压器的输出端，或者反之。

Q10-5V2.1A-EPC17变压器的主要参数信息

变压器绕组数据：

• 输入绕组 (Np)：130匝
• 输出绕组 (Ns)：7匝
• 中间绕组 (Ncc)：22匝
• 电感值 (Lp)：1980μH

绕组材料和规格：

• N1 绕组：Φ0.15×2，2UEW漆包线，28圈
• N2 绕组：Φ0.20×1，2UEW漆包线，87圈
• N3 绕组：Φ0.15×2，2UEW漆包线，22圈
• N4 绕组：Φ0.40×2，三层绝缘线，顶层18L25mm，底层18L25mm
• N5 绕组：Φ0.15×2，2UEW漆包线，25圈
• N6 绕组：Φ0.20×1，2UEW漆包线，43圈

其他信息：

• 带状隔离：宽度为10mm，厚度为1.3mm
• 绕组数量：每个绕组的数据均标明了线径和匝数
• 绕组材料：主要使用的是漆包线和绝缘线。

输入/输出参数：

• 输出电压：5V
• 输出电流：2.1A

制作步骤与参数计算

一、设计前的准备

1. 明确需求

• 输入电压：5V
• 输出电流：2.1A
• 初级电感（Lp）：1980μH
• 匝数比（Np:Ns:Ncc）：130:7:22

2. 选择磁芯材料

• EPC17型磁芯（或类似规格）
• 磁芯材料的饱和磁通密度（Bs）、有效磁路长度（le）、有效截面积（Ae）

二、关键参数计算

1. 初级绕组匝数（Np）
   根据初级电感（Lp）和磁芯特性计算初级绕组匝数：
   N p = L p ⋅ I m a x 2 ⋅ l e μ 0 ⋅ B s ⋅ A e Np = \sqrt{\frac{Lp \cdot I^2_{max} \cdot le}{\mu_0 \cdot Bs \cdot Ae}}Np=μ0 ⋅Bs⋅AeLp⋅Imax2 ⋅le
   其中：

• L p LpLp是初级电感（1980μH）
• I m a x I_{max}Imax 是最大电流（可以根据输出功率估算）
• l e lele是磁芯的有效磁路长度
• B s BsBs是磁芯的饱和磁通密度
• μ 0 \mu_0μ0 是真空磁导率（4π×10^-7 H/m）
• A e AeAe是磁芯的有效截面积

2. 次级绕组匝数（Ns）
   根据匝数比计算次级绕组匝数：
   N s = N p ⋅ V o u t V i n Ns = \frac{Np \cdot Vout}{Vin}Ns=VinNp⋅Vout
   其中：

• V o u t VoutVout是输出电压（假设为5V）
• V i n VinVin是输入电压（假设为更高电压，如300V等，具体取决于应用）

3. 控制绕组匝数（Ncc）
   控制绕组通常用于提供反馈信号或辅助供电，其匝数可以根据具体需求确定。例如，如果需要为控制芯片提供12V电压，可以按以下公式计算：
   N c c = N p ⋅ V c c V i n Ncc = \frac{Np \cdot Vcc}{Vin}Ncc=VinNp⋅Vcc
   其中：

• V c c VccVcc是控制绕组所需的电压（如12V）

4. 绕组线径选择
   根据电流密度选择合适的线径。常见的电流密度范围是2.5到4 A/mm²。对于每个绕组，使用以下公式计算所需线径：
   d = 4 ⋅ I π ⋅ J d = \sqrt{\frac{4 \cdot I}{\pi \cdot J}}d=π⋅J4⋅I
   其中：

• I II是通过该绕组的电流
• J JJ是电流密度（A/mm²）

三、制作过程

1. 准备磁芯
   选择合适的EPC17磁芯，并确保其尺寸符合要求。

2. 绕制初级绕组（Np）
   根据计算出的匝数和线径，使用Φ0.15毫米直径的双股绞合的2UEW漆包线进行绕制。注意保持绕线紧密且均匀。

3. 绕制次级绕组（Ns）
   使用Φ0.20毫米直径的2UEW漆包线绕制次级绕组。确保与初级绕组之间有足够的绝缘层（如胶带）。

4. 绕制控制绕组（Ncc）
   使用适当的线径（如Φ0.40毫米直径的三层绝缘线）绕制控制绕组，并用PTFE套管包裹以增强绝缘性能。

5. 添加隔离层
   在每层绕组之间添加宽度为10毫米的胶带，确保各绕组之间的电气隔离。

6. 组装磁芯
   将绕好的线圈放入磁芯中，并固定好磁芯组件。

7. 测试与调试
   使用LCR表测量初级电感是否符合设计要求（1980μH）。连接到实际电路中，检查输出电压和电流是否稳定，并根据需要进行微调。

四、注意事项

1. 热管理

• 确保变压器在工作时不会过热，可以通过增加散热片或优化绕组设计来提高散热性能。

2. 电磁兼容性（EMC）

• 设计时应考虑电磁干扰问题，采取屏蔽措施或优化布局以减少辐射干扰。

3. 安全标准

• 遵循相关安全标准和规范，确保变压器的安全性和可靠性。

通过以上步骤和计算公式，你可以设计并制作出符合要求的EPC17/17(幅宽=10mm，5+0) Q10-变压器。如果有更具体的细节或疑问，请随时提问！