變壓器的設(shè)計(jì)需要注意的點(diǎn)比較多，根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，原磁通量增大時(shí)方向相反，原磁通量減小時(shí)方向相同。變壓器原邊將產(chǎn)生一個(gè)大小相等，方向相反的反向電動(dòng)勢(shì)抵消輸入的220V電壓，導(dǎo)線中僅有微弱的勵(lì)磁電流流過(guò)。

變壓器的繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說(shuō)明其基本工作原理：當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓ú1時(shí)，流過(guò)電流í1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1,這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢(shì)é1,é2,感應(yīng)電勢(shì)公式為：E=4.44fN?m

式中：

E--感應(yīng)電勢(shì)有效值

f--頻率

N--匝數(shù)

?m--主磁通最大值。

由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應(yīng)電勢(shì)E1和E2大小也不同，當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí)，一次側(cè)僅流過(guò)主磁通的電流，這個(gè)電流稱為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過(guò)負(fù)載電流時(shí)，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時(shí)，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過(guò)兩部分電流，一部分為激磁電流，一部分為用來(lái)平衡。所以這部分電流隨著平衡電流變化而變化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時(shí)，就是磁勢(shì)。

變壓器線圈匝數(shù)很多，額定功率越大的變壓器，鐵芯體積越大，其中的原因就是為了讓變壓器工作在變壓器狀態(tài)，而不是進(jìn)入磁飽和狀態(tài)。實(shí)際中使用的變壓器都是非理想的，有可能進(jìn)入磁飽和狀態(tài)，從而失去變壓器功能。我們?cè)O(shè)計(jì)變壓器的目的就是保證在額定電壓，額定功率下，變壓器正常工作。變壓器存在導(dǎo)線電阻、漏感、分布電容、分布電感、溫升、銅損、鐵損等問(wèn)題，根據(jù)不同的變壓器類型，有些參數(shù)不能忽略。制作變壓器我們需要知道以下信息：（1）磁芯規(guī)格(磁芯形狀、磁芯大小、磁芯材料)；（2）匝數(shù)與導(dǎo)線規(guī)格(原副邊匝數(shù)、導(dǎo)線直徑)；（3）損耗與溫升；（4）導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：多股線或扁平線；（5）繞組結(jié)構(gòu)：多層或分段饒制；（6）端空設(shè)計(jì)：按絕緣電位設(shè)計(jì)端空。

磁芯規(guī)格其實(shí)就是要確定橫截面積和工作點(diǎn)。一般功率決定橫截面積大小，功率越大，橫截面積越大。有經(jīng)驗(yàn)公式可以快速根據(jù)功率確定橫截面積，也可以直接查表。磁芯材料確定后，根據(jù)其特性曲線，我們要選擇合適的工作點(diǎn)B0。B0太大會(huì)導(dǎo)致磁飽和，太小又會(huì)使得體積龐大、重量沉、功耗大、成本高。當(dāng)電源頻率、工作點(diǎn)B0、橫截面積都確定后，就可以計(jì)算出每伏匝數(shù)，用輸入電壓除以每伏匝數(shù)就可以得到原邊匝數(shù)。進(jìn)而可以求得副邊匝數(shù)。

導(dǎo)線直徑取決于電流密度，而電流密度又取決于電壓調(diào)整率或溫升，受二者共同約束，哪個(gè)約束條件算出來(lái)的J值小，就選擇哪個(gè)J值。J值小肯定不會(huì)有溫升/電壓調(diào)整率問(wèn)題，但也不是越小越好，J小的話，導(dǎo)線直徑太粗，銅重量大、體積大、成本高，有時(shí)線包厚度可能超過(guò)鐵芯窗口尺寸，根本無(wú)法繞制。

電流密度J和溫升有什么關(guān)系呢？很多初學(xué)者可能想到去查書，其實(shí)，變壓器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，理論派這時(shí)已經(jīng)玩不轉(zhuǎn)了，此時(shí)需要大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。也有人可能會(huì)抱怨資料不足，這不是問(wèn)題，沒(méi)有資料可以做實(shí)驗(yàn)得到。就象沒(méi)有DIP器件封裝數(shù)據(jù)，你完全可以直接用尺子量出引腳間距來(lái)。不知道程序出錯(cuò)原因，完全可以通過(guò)調(diào)試找到。

溫升和銅損鐵損有關(guān)，和散熱條件有關(guān)，帶散熱片的溫度就低，散熱片上有風(fēng)扇的溫度更低，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快的肯定溫度又要降低了。此外，還和外部環(huán)境溫度有關(guān)，在南極零下50度，溫升就不是問(wèn)題，在赤道沙漠里，溫升可能導(dǎo)致鐵芯磁特性曲線飄移，進(jìn)而磁飽和，失去變壓器功能?？傊疀Q定溫升的因素很復(fù)雜：管芯到封裝的熱阻、接觸面積、接觸面光滑度、導(dǎo)熱硅脂、散熱器材料體積、表面積、鰭形、涂層材料、顏色、空氣密度、流速等共同決定溫升。

電流密度J和溫升的關(guān)系只能憑經(jīng)驗(yàn)確定了。一般通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式確定。所謂經(jīng)驗(yàn)公式是指：通過(guò)一系列結(jié)果可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)曲線，使用數(shù)值分析方法多項(xiàng)式擬合，得到經(jīng)驗(yàn)公式。此公式在我們的經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)正確，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)果，可以重復(fù)驗(yàn)證。注意：經(jīng)驗(yàn)公式存在局限性，如果預(yù)測(cè)結(jié)果不對(duì)，就需要再次修正經(jīng)驗(yàn)公式，增加我們的經(jīng)驗(yàn)。由此可知，經(jīng)驗(yàn)越多，越不容易出錯(cuò)，想要設(shè)計(jì)好變壓器需要積累大量經(jīng)驗(yàn)。

變變壓器的匝數(shù)設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)好原邊的匝數(shù)后，根據(jù)變比來(lái)計(jì)算付邊匝數(shù)。這樣一來(lái)會(huì)有個(gè)問(wèn)題，就是計(jì)算出來(lái)的付邊匝數(shù)大都不是整數(shù)，大家都喜歡四舍五入來(lái)取整，這樣就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題。由于付邊的匝數(shù)很少，四舍五入引起的誤差比率就會(huì)很大。在這里，我們可以根據(jù)計(jì)算出來(lái)的付邊匝數(shù)選擇一個(gè)合適的整數(shù)，通過(guò)變比反推原邊的匝數(shù)，然后取整。由于原邊的匝數(shù)較多，取整帶來(lái)的誤差就相對(duì)較小。

變壓器是一種商品，我們沒(méi)有必要每次都從頭設(shè)計(jì)，那樣太浪費(fèi)時(shí)間。此時(shí)，利用表格、EXECL電子表格、經(jīng)驗(yàn)值可以大大加快設(shè)計(jì)速度。

以上個(gè)人愚見，有問(wèn)題互相探討。