对一个给定安匝数，有空气隙磁心的磁通密度要比没有空气隙的磁通密度小。

2.2设计变压器的基本公式

为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T）

Bm=(Up×104)/KfNpSc

式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V）

f——脉冲变压器工作频率（Hz)

Np——变压器一次绕组匝数（匝）

Sc——磁心有效截面积（cm2）

K——系数，对正弦波为4.44,对矩形波为4.0

一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。

变压器输出功率可由下式计算（单位：W）

Po=1.16BmfjScSo×10－5

式中：j——导线电流密度（A/mm2）

Sc——磁心的有效截面积（cm2)

So——磁心的窗口面积（cm2）

3对功率变压器的要求

（1）漏感要小

图9是双极性电路（半桥、全桥及推挽等）典型的电压、电流波形，变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。

图9双极性功率变换器波形

功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关，仅就变压器而言，减小漏感是十分重要的。

（2）避免瞬态饱和

一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B－H曲线接近拐点处，因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快，持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大，在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压，脉冲变压器的饱和，即使是很短的几个周期，也会导致功率开关管的损坏，这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。

（3）要考虑温度影响

开关电源的工作频率较高，要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小，随着工作温度的升高，饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时，除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外，还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小，一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响，按开关电源工作环境温度为40℃考虑，磁心温度可达60～80℃，一般选择Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。

（4）合理进行结构设计

从结构上看，有下列几个因素应当给予考虑：

漏磁要小，减小绕组的漏感；

便于绕制，引出线及变压器安装要方便，以利于生产和维护；

便于散热。

4磁心材料的选择

软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而被广泛应用于开关电源中。

软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO，ZnO等，主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。

在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K～R10K，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs为0.5T（即5000GS）左右。

开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：

（1）具有较高的饱和磁通密度Bs和较低的剩余磁通密度Br

磁通密度Bs的高低，对于变压器和绕制结果有一定影响。从理论上讲，Bs高，变压器的绕组匝数可以减小，铜损也随之减小。

在实际应用中，开关电源高频变换器的电路形式很多，对于变压器而言，其工作形式可分为两大类：

1）双极性。电路为半桥、全桥、推挽等。变压器一次绕组里正负半周励磁电流大小相等，方向相反，因此对于变压器磁心里的磁通变化，也是对称的上下移动，B的最大变化范围为△B=2Bm，磁心中的直流分量基本抵消。