單端反激開關(guān)電源的變壓器實質(zhì)上是一個耦合電感，它要承擔(dān)著儲能、變壓、傳遞能量等工作。下面對工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計進行了總結(jié)。

　　1、 已知的參數(shù)

　　這些參數(shù)由設(shè)計人員根據(jù)用戶的需求和電路的特點確定，包括：輸入電壓vin、輸出電壓vout、每路輸出的功率pout、效率η、開關(guān)頻率fs(或周期t)、線路主開關(guān)管的耐壓vmos。

　　2、 計算

　　在反激變換器中，副邊反射電壓即反激電壓vf與輸入電壓之和不能高過主開關(guān)管的耐壓，同時還要留有一定的裕量(此處假設(shè)為150v)。反激電壓由下式確定：

　　vf=vmos-vindcmax-150v

　　反激電壓和輸出電壓的關(guān)系由原、副邊的匝比確定。所以確定了反激電壓之后，就可以確定原、副邊的匝比了。

　　np/ns=vf/vout

　　另外，反激電源的最大占空比出現(xiàn)在最低輸入電壓、最大輸出功率的狀態(tài)，根據(jù)在穩(wěn)態(tài)下，變壓器的磁平衡，可以有下式：

　　vindcmin•dmax=vf•(1-dmax)

　　設(shè)在最大占空比時，當(dāng)開關(guān)管開通時，原邊電流為ip1，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，原邊電流上升到ip2。若ip1為0，則說明變換器工作于斷續(xù)模式，否則工作于連續(xù)模式。由能量守恒，我們有下式：

　　1/2•(ip1+ip2)•dmax•vindcmin=pout/η

　　一般連續(xù)模式設(shè)計，我們令ip2=3ip1

　　這樣就可以求出變換器的原邊電流，由此可以得到原邊電感量：

　　lp= dmax•vindcmin/fs•δip

　　對于連續(xù)模式，δip=ip2-ip1=2ip1；對于斷續(xù)模式，δip=ip2 。

　　可由awae法求出所要鐵芯：

　　awae=(lp•ip22•104/bw•k0•kj)1.14

　　在上式中

　　aw為磁芯窗口面積，單位為cm2

　　ae為磁芯截面積，單位為cm2

　　lp為原邊電感量，單位為h

　　ip2為原邊峰值電流，單位為a

　　bw為磁芯工作磁感應(yīng)強度，單位為t

　　k0為窗口有效使用系數(shù)，根據(jù)安規(guī)的要求和輸出路數(shù)決定，一般為0.2~0.4

　　kj為電流密度系數(shù)，一般取395a/cm2

　　根據(jù)求得的awae值選擇合適的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減小漏感。

　　有了磁芯就可以求出原邊的匝數(shù)。根據(jù)下式：

　　np=lp•ip2•104/bw•ae

　　再根據(jù)原、副邊的匝比關(guān)系可以求出副邊的匝數(shù)。有時求的匝數(shù)不是整數(shù)，這時應(yīng)該調(diào)整某些參數(shù)，使原、副邊的匝數(shù)合適。

　　為了避免磁芯飽和，我們應(yīng)該在磁回路中加入一個適當(dāng)?shù)臍庀�，計算如下�?/p>

　　lg=0.4π•np2•ae•10-8/lp

　　在上式中，lg為氣隙長度，單位為cm

　　np為原邊匝數(shù)，

　　ae為磁芯的截面積，單位為cm2

　　lp為原邊電感量，單位為h

　　至此，單端反激開關(guān)電源變壓器的主要參數(shù)設(shè)計完成。我們應(yīng)該在設(shè)計完成后核算窗口面積是否夠大、變壓器的損耗和溫升是否可以接受。同時，在變壓器的制作中還有一些工藝問題需要注意。

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