由于绕组结构不同，变压器的视在功率Pt必定是反映这些功率之和，当绕组有中心抽头并产生断续电流时，则绕组（不是初级绕组就是次级绕组）中的功率需要乘以系数U，以便对那个绕组的均方根值电流进行修正。绕组在中心抽头时U=1.41，若不在中心抽头时U=1。
例如，多输出变压器的输出功率之和PΣO为：

对上述例子而言，

次级功率求得其和后，即可求出初级功率：

故视在功率Pt为：

2.1.5变压器调整率的计算
假定变压器设计时要求其尺寸和重量必须最小，那么，最小的尺寸将受到温升和可允许的电压调整率的限制。
图7为只有一个次级绕组的变压器电路图。现假定绕组中的分布电容和漏感都能通过结构设计将其限制在可忽略的水平。则变压器的电压调整率的表达式为：

式中：α——电压调整率(%)；Vo(NL)——无负载电压(V)；Vo(FL)——满负载电压(V)。
为简便计算，设图7的变压器是一个匝比为1:1的隔离变压器，磁心阻抗Re为无穷大，则：

同时规定初级与次级绕组占有相等的窗口面积，并有相同的电流密度J，那么：
，此时调整率为：

将此式乘以电流I，则：

而初级铜损；次级铜损；总的铜损为。所以，调整率α可改写为：。
a.Kg与电源变压器调整能力的关系
变压器设计都要给出温升和调整率指标，而变压器的调整率和功率传递能力是与磁心几何结构系数Kg、电路条件系数Ke两个常数有关的，其表达式为：

Kg、Ke分别由下式确定：
；Ke由磁、电工作条件确定：
；Kf为波形系数

b.面积乘积与变压器功率传递能力的关系
根据研究测试，磁心的功率传递能力与其面积乘积Ap的关系式为：

波形系数Kf的取值同上。式中的Bm、f和Ku这些系数决定了磁心窗口可容纳绕组的最大空间，电流密度系数Kj与温升有关，是一个有助于控制铜损的新参数。
c.面积乘积AP及其与一些设计参数的关系式
磁心的面积乘积AP是磁心可利用的窗口面积（cm2）与磁心的有效载面积(cm2)的乘积：
     (cm4)
图8至图12给出了五种类型磁心的Wa与Ac的简图。AP与变压器设计中应考虑的几个参数之间的关系见表1。
2.2变压器的效率、温升计算
变压器的效率、温升及调整率相互关联，不能把所有输入到变压器的功率都传递到负载。输入功率与输出功率之差被转换成了热，此即电功率的损耗，它可以分成两部分：磁心损耗和绕组损耗（铁损与铜损）。磁心损耗是一种恒定的损耗，而绕组损耗是可变损耗，它与负载要求的电流有关；铜损以电流的平方增加，也称作二次方损耗。当恒定损耗等于额定负载的二次方损耗时，这样则达到最大的效率。
2.2.1变压器的效率η
变压器的效率是衡量其设计优劣的重要指标。η=Po/Pin，Po与Pin之功率差值由损耗所致。变压器的总损耗P∑取决于磁心损耗Pfe和绕组损耗Pcu即：。
变压器损耗与输出负载电流的关系曲线示于图13。
因为铜损随输出功率平方乘以常数K增大。
，则 ；而
  经整理以上关系式得：

对Po求导：

当η最大时，
    
所以，
2.2.2变压器的温升
变压器的温升是由磁心损耗和绕组损耗转换成的热引起的，绕组损耗与负载电流有关，即以I2R变化，由此称作二次方程损耗。
a.AP与温升的控制
发热造成温升，温升可能导致绝缘层击穿甚至绕组被烧坏，所以应控制温升。因为热可以通过辐射和对流方式在变压器表面消散，所以变压器的热消散能力取决于磁心和绕组总的暴露表面积。
前面讨论到，当磁心损耗与绕组损耗相等时，变压器达到最大效率：
，而，当初级绕组的铜损等于次级绕组的铜损时，则初级的电流密度与次级的电流密度相同：

那么  
b.温升计算
温升计算已提出了许多方法，较为精确的方法是将磁心损耗和绕组损耗合并在一起的计算方法，如：

并且假设热能是通过磁心和绕组的整个表面积均匀地消散的。当变压器的表面温度升到周围环境温度以上并且以波的形式辐射能量时，通过热辐射形成热传递。由斯蒂芬·波尔兹曼定律可表达为：

式中，Wr——表面每平方厘米的功率，W/cm2；Kr=5.70×10-12   W/(cm2/K4)；ε——辐射系数；T2——热物体的温度，K；T1——周围环境温度，K。
当变压器的温度高于周围环境介质（通常为空气）温度时，将通过对流产生热传递。同热物体接触的空气层通过热传导、膨胀、上升，从热物体中带走一部分热，而附近较冷的空气代换了上升的空气，又受热而上升，如此循环不断，直至热物体处于较低温度。对流热传导的数学表达式为：

式中，WC——每平方厘米的功率损耗，W/cm2；KC=2.17×10-4 ；F——空气磨擦系数（对于垂直面而言，系数为1）；θ——温升，℃；P——相对大气压（海平面上为1）；n——指数值，其范围为1.0~1.25，取决于被冷却表面的形状和位置。
垂直表面的平面上总的散热W可用以上Wr和Wc之和表示：

c.温升与表面积散热的关系
图14的列线图示出了对各种功率损耗电平所预计的温升，这是以平面总散热公式(W)为依据获得的数据。这些数据是在海平面高度上，由55%热辐射和45%热对流组合实现热传递，表面具有0.95的辐射率，环境温度为25℃条件下取得的。功率损耗（散热）以总表面积的每平方厘米的功率表达，在水平表面上方通过对流散热比垂直表面大15~20%，水平表面下方的散热决定于表面面积和传导率。
d.散热所需要的表面积
散热所需要的有效表面积（以单位面积消散的功率表示）为：

式中，ψ为功率密度，即变压器表面每单位面积消散的平均功率。
变压器的表面积At与变压器的面积乘积Ap有关，如图15所示的直线对数关系，为此，

由图14： （在温升为25℃时）
                 （在温升为50℃时）
图16利用了环境温度中变压器的两种不同温升（但可通用）时耗散功率估算的效率，其给出的数据可用作确定变压器所要求的表面积At（cm2为单位）。
e.调整率与效率的函数关系
变压器的最小尺寸一般取决于温升的限制或者可允许的电压调整率。在合适的结构可以忽略次级分布电容和漏感时，则：
=初级=次级，那么，变压器的电压调整率α可表达为：

式中，Vo(NL)——空载电压，Vo(FL)——满载电压。两个绕组隔离的变压器的调整率可表达为：

式中，ΔVP＝RPIP，ΔVS＝RSIS
如果变压器的匝比为1:1，则IP≈IS＝IO，将
各项分别乘以和得：

因为初级铜损为：Pp=ΔVpIp，次级铜损为：PS=ΔVSIS，所以总的铜损为：Pcu=Pp+PS，故α可表示为：
，输入功率为：，所以调整率与效率的函数关系为：
，令
解得：；
   整理得：
  将式两边乘以（1+η）得：

所以，变压器的效率与调整率的函数关系为：

2.3磁心材料的优化折衷选择
变压器磁心的面积乘积AP、几何结构系数Kg仅与磁心的表面积、体积、重量等几何特性和影响温升的因素如电流密度等有关，AP和Kg与使用的磁性材料性能无关。但由于产品的尺寸、工作效率等是设计师必须考虑的重要参数，为此必须对磁心材料进行折衷选择。
关于变压器磁心用材料，在现有的一些专著中，介绍了表2所列出的一些磁性材料，其性能如图17所示。但是，自上世纪九十年代以来，磁性材料的发展突飞猛进，生产厂家不断推出新型磁性材料及其产品说明书，故设计师有了更为广阔的选择余地。
a.磁心的占空系数（SF）
不同磁心结构的标准占空系数见表3。
b.不同材料磁心的损耗曲线
选择磁心材料最关键之处是使变压器最重要的设计参数达到最佳值，而使其它有关参数达到可允许的程度。图19~图23给出了以磁通密度、频率和材料厚度为函数关系的特性曲线，比较了部分常用磁性材料的磁心损耗，其关系为：

式中，Ｗ——计算的磁心损耗密度(W/kg)；f——频率(Hz)；B——磁通密度(特斯拉-T)；k、m、n为3维(3D)最小二乘方推导出来的符合数字化数据的系数。
c.趋肤效应
变压器工作在较高频率时，由于趋肤效应的影响，其工作效率将会降低。这是因为趋肤效应使有效交流阻抗与直流电阻之比大于1。趋肤效应对磁导率、导电率以及电感值的影响，有必要对变压器的磁心、导体尺寸作进一步的计算。趋肤深度的表达式为：

式中，d——趋肤深度(cm)，k——趋肤常数

式中，μr—材料相对磁导率(铜和其它非磁性材料的μr=1)；ρ—导体材料的电阻率；c—铜的电阻率（在20℃时，c＝1.724μΩ-cm）；对铜而言，k=1。
图24为趋肤深度与频率的函数关系曲线，图25说明趋肤深度与线径的关系曲线（时）。
3电源变压器设计举例
3.1利用面积乘积AP方法进行变压器设计
本例为对以下技术指标要求的推挽式初级和次级中心抽头的变压器进行设计（见图26）。
a.技术指标
(1)输入电压，Vin＝28(V)；
(2)输出电压，Ｖ0＝28(V)；
(3)输出电流，I0＝3(A)；
(4)频率，f＝20000(Hz)；
(5)效率，η＝0.98；
(6)温升，25℃；
(7)磁通密度，Bm=0.3(T)；
(8)磁心材料；80-20镍铁合金；
(9)磁心结构，C型磁心。
b.设计步骤
(1)计算输出功率P0，应考虑二极管的压降Vd=1.0V：

(2)计算视在功率Pt

(3)计算面积乘积AP，查表x=1.16，kj=323，ku=0.4

(4)查磁心表选择近似等于面积乘积AP的磁心，选取CL-7型磁心、其数据为：
AP=0.95(cm4)，MLT=4.7(cm)，AC=0.47(cm2)，Wa= 2.02(cm2)，At=40.9(cm2)，MLT=8.1(cm)，Wtfe=0.029(kg)。
(5)计算匝数NP，初级绕组中心抽头每边的匝数：

(6)计算初级电流IP：

(7)用表1查出C型铁心给出的kj值和(y)，计算电流密度J：

(8)计算初级绕组裸线尺寸AW(B)，在中心抽头的结构中，IP应乘以0.707：

(9)查导线表选择线号，本例查得为AWG（美国导线号）19。请注意到，如果计算得出的导线截面积与从表中查得的面积偏差超过10%，则取截面积尺寸最接近计算值的导线。
AWG  19，其裸线AW(B)=0.00653(cm2)，μΩ/cm=264
(10)计算初级绕组电阻，用(4)中之MLT(平均匝长)和(9)中的μΩ值，得：

(11)计算初级绕组铜损PP：

(12)计算次级绕组中心抽头每边的匝数NS：

(13)计算次级绕组裸导线尺寸AW(B)，中心抽头结构中，IO需要乘以0.707

(14)查导线表选线号（注意事项同(9)步），同时查得μΩ/cm值：
AWG  19，裸线AW(B)=0.00653(cm2)，μΩ/cm=264
(15)计算次级绕组电阻，查表得MLT和μΩ/cm值：

(16)计算次级绕组铜损PS：

(17)计算变压器总的铜损Pcu：

(18)计算综合损耗PΣ，它必须满足效率的技术要求：

(19)计算铁损Pfe：

(20)计算磁心单位重量(g)的损耗（mw/g）

(21)用磁心的损耗曲线找出最能满足技术要求的磁性材料，然后计算W/kg值，（从(4)中找出磁心重量）：

(22)计算ψ（W/cm2）（由(4)查得表面积At）：

3.2用磁心的几何结构系数kg法进行变压器设计
本例对具有以下技术指标要求的推挽式初级和次级中心抽头的变压器进行设计。
a.技术指标：
(1)输入电压，Vin=22(V)
(2)输出电压，Vo=10(V)
(3)输出电流，Io=10（A）
(4)频率，f=10000（Hz）
(5)效率，η=0.98
(6)调整率，α=1.0（%）
(7)磁通密度，Bm=0.3（T）
(8)磁心材料，80-20镍铁合金
(9)磁心结构，2密耳C型磁心
b.设计步骤
(1)计算变压器的输出功率P0 [设二极管的压降Vd=1.0(V)]：

(2)计算视在功率Pt：

(3)计算电路条件系数：

(4)计算磁心几何结构系数kg：

(5)从专用磁心表查取选择适用的磁心几何结构系数kg，其查得的数据为：
磁心型号CL-121
kg=0.0879；Ap=2.28(cm4)；MLT=5.6(cm)；Ac=0.54(cm2)；Wa=4.23(cm2)；At=75.7(cm2)；MLT=10.9(cm)；Wtfe=0.045(kg)。
(6)计算中心抽头初级匝数NP：

(7)计算初级电流IP：

(8)计算电流密度J(设窗口利用系数Ku=0.4)

(9)计算初级裸线尺寸AW(B)(在中心抽头结构中，IP应乘以0.707)：

(10)查表得线号为AWG  №16，裸线AW(B)=0.013(cm2)，μΩ/cm=132。选线号时应注意到，如果计算出的截面积与在表中所选导线面积偏差超过10%，则取截面积尺寸最接近计算值的那种导线。
(11)计算初级绕组电阻（用(5)中的MLT和(10)中的μΩ/cm值）RP：

(12)计算初级铜损PP：

(13)计算次级绕组中心抽头每边的匝数NS：

(14)计算次级绕组裸线尺寸AW(B)（在中心抽头结构中，Io需乘以0.707）：

(15)查表选择线号为AWG  №13（如用双线则为№16，或用4线则为№19），故裸线AW(B)=0.0262(cm2)，同时查得μΩ/cm=65.6。
如果计算得到的截面积与表中所选导线的截面积偏差超过10%，则取截面积最接近计算值的那号导线。
(16)用(5)中的MLT和(15)的μΩ/cm值，计算次级绕组电阻RS：

(17)计算次级铜损PS：

(18)计算变压器的调整率α：

(19)计算变压器综合损耗PΣ（必须满足效率技术要求）：

(20)计算铁损Pfe：

(21)计算磁心单位重量损耗Pf(/kg)：

(22)选用合适的磁心损耗曲线，找到最能满足技术条件的磁性材料，然后用(4)中的磁心重量计算W/kg值：