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1、反激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈電感量的計(jì)算
反激式開關(guān)電源與正激式開關(guān)電源不同,對(duì)于如圖1-19的反激式開關(guān)電源,其 在控制開關(guān)接通其間是不向負(fù)載提供能量的,因此,反激式開關(guān)電源在控制開關(guān) 接通期間只存儲(chǔ)能量,而僅在控制開關(guān)關(guān)斷期間才把存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)化成反電動(dòng)勢(shì)向 負(fù)載提供輸出。在控制開關(guān)接通期間反激式開關(guān)電源是通過流過變壓器初級(jí)線圈 的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通來存儲(chǔ)磁能量的。根據(jù)(1-98)式和(1-102)式,當(dāng)控 制開關(guān)接通時(shí),流過變壓器初級(jí)線圈的最大勵(lì)磁電流為:
U.
Iun=盧林 一一 K關(guān)斷瞬間 (1-102?
對(duì)上式中的勵(lì)磁電流取平均值,即0=白城 然后兩邊均乘以Ii,整理后得:
2、叫對(duì)產(chǎn)以…:-一變壓器存儲(chǔ)能量(1-121) 即
P江n= ——變壓器存儲(chǔ)能量 (1-⑵)
或
£1=緒眼 一一變壓器初紋線圈電感量 口-123)
Am
(1-123)式就是計(jì)算反激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈電感的公式。式中,L1為 變壓器初級(jí)線圈的電感,P為變壓器的輸入功率,Ton為控制開關(guān)的接通時(shí)間; I1m為流過變壓器初級(jí)線圈的最大勵(lì)磁電流,I1m=2I1,I1為流過變壓器初級(jí)線 圈的勵(lì)磁電流(平均值,可用有效值代之)。
由此可知,在計(jì)算反激式開關(guān)電源變壓器的參數(shù)時(shí),不但要根據(jù)(1-120)式計(jì) 算變壓器初級(jí)線圈的最少匝數(shù),還要計(jì)算變壓器初級(jí)線圈的電感量。當(dāng)變壓器初 級(jí)線圈的最
3、少匝數(shù)確定以后,變壓器初級(jí)線圈的電感量就只能再由選擇變壓器鐵 心氣隙的大小來決定,或由選擇變壓器鐵心的導(dǎo)磁率來決定。
1-7-3-2-3.變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算
圖1-19,反激式開關(guān)電源在控制開關(guān)接通期間是不輸出功率的,僅在控制開關(guān) 關(guān)斷期間才把存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)化成反電動(dòng)勢(shì)向負(fù)載提供輸出。反激式開關(guān)電源變壓器 次級(jí)線圈輸出端一般都接有一個(gè)整流二極管,和一個(gè)儲(chǔ)能濾波電容。由于儲(chǔ)能濾 波電容的容量很大,其兩端電壓基本不變,變壓器次級(jí)線圈輸出電壓uo相當(dāng)于 被整流二極管和輸出電壓Uo進(jìn)行限幅,因此,被限幅后的剩余電壓幅值正好等于輸出電壓Uo的最大值Up,同時(shí)也等于變壓器次級(jí)線圈輸出電壓uo的
4、半波平 均值Upa。
由于反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓與控制開關(guān)的占空比有關(guān),因此,在計(jì)算 反激式開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比之前,首先要確定控制開關(guān)的占空 比D。把占空比D確定之后,根據(jù)(1-110)式就可以計(jì)算出反激式開關(guān)電源變 壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比。
根據(jù)(1-110)式
nU.-
L\= ~ D 輸出電壓 i — jL*
(1-110)
由此求得:
ua-D)
籍廠L ——變壓器匝數(shù)比
(1-110)式和(1-124)式中,Uo為反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓,Ui變 壓器初級(jí)線圈輸入電壓,D為控制開關(guān)的占空比,n = N2/N1為變壓器次級(jí)線圈 與初級(jí)
5、線圈的匝數(shù)比。
在正常輸出負(fù)載的情況下,考慮到電源開關(guān)管的耐壓?jiǎn)栴},反激式開關(guān)電源控制 開關(guān)的占空比D的最大值一般都小于0.5。因此,反激式變壓器開關(guān)電源變壓器 次級(jí)線圈大部分時(shí)間都是工作在斷流狀態(tài),如圖1-21。當(dāng)開關(guān)電源變壓器次級(jí) 線圈出現(xiàn)斷流時(shí),流過負(fù)載電流將全部由儲(chǔ)能濾波電容來提供,電容兩端產(chǎn)生的 電壓紋波會(huì)增大很多,并且輸出電壓也會(huì)降低。因此,在考慮變壓器次級(jí)線圈與 初級(jí)線圈的匝數(shù)比的時(shí)候,也要把這個(gè)因數(shù)一同進(jìn)行考慮,最好在變壓器次級(jí)線 圈與初級(jí)線圈的匝數(shù)比n的基礎(chǔ)上再乘一個(gè)略大于1的系數(shù)K。系數(shù)K 一般取 1.1?1.3,與占空比的取值有關(guān),當(dāng)占空比很小時(shí),K值可取大一些。
這里順便提一下,變壓器線圈漆包線的電流密度一般取每平方毫米為2~3安培比 較合適。當(dāng)開關(guān)電源的工作頻率取得很高時(shí),電流密度最好取得小一些,或者用 多股線代替單股線,以免電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生趨膚效應(yīng),增大損耗使導(dǎo)線發(fā)熱。另 外,目前繞制變壓器使用的漆包線大部分都不是純銅線,因此電阻率相對(duì)比較大, 把這些因素一起考慮,電流密度更不能取高。