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开关电源原理与规划(连载三十一)推挽式开关电源变压器参数的核算

0.4.推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正

0.4.推挽式开关电源变压器参数的核算

推挽式开关电源运用的开关变压器有两个初级线圈,它们都归于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所发生的磁力线方向正好相反,因而,推挽式开关电源变压器归于双激式开关电源变压器;别的,推挽式开关电源变压器的次级线圈会一起被两个初级线圈所发生的磁场感应,因而,变压器的次级线圈一起存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种作业形式,如:沟通输出、整流输出、直流稳压输出,等作业形式,各种作业形式对变压器的参数要求会有不同的要求。

1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的核算

由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮番进行替换励磁,变压器铁心的磁感应强度B,可从负的最大值-Bm,改变到正的最大值+Bm,因而,推挽式变压器铁心磁感应强度的改变规模比单激式变压器铁心磁感应强度的改变规模大好几倍,而且不容易呈现磁通饱满现象。

推挽式变压器的铁心一般都能够不必留气隙,因而,变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出许多,这样,推挽式变压器各线圈绕组的匝数就能够大大的削减,使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都能够相对减小。

推挽式开关电源变压器的核算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的核算方法大体相同,仅仅对变压器铁心磁感应强度的改变规模挑选有差异。关于具有双向磁极化的变压器铁心,其磁感应强度B的取值规模,可从负的最大值-Bm改变到正的最大值+Bm。

关于开关电源变压器的核算方法,请参阅前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数核算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的核算”章节中的内容。

依据(1-95)式:

(1-150)式和(1-151)式便是核算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中,N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两头的电压,单位为伏;τ = Ton,为操控开关的接通时刻,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时刻的宽度(单位:秒);F为作业频率,单位为赫芝,一般双激式开关电源变压器作业于正、反激输出的情况下,其伏秒容量有必要持平,因而,能够直接用作业频率来核算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和τ取值要预留20%左右的余量。式中的指数是一致单位用的,选用不同单位,指数的值也不相同,这儿选用CGS单位制,即:长度为厘米(cm),磁感应强度为高斯(Gs),磁通单位为麦克斯韦(Mx)。

1-8-1-4-2.推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的核算

A)沟通输出推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的核算

推挽式开关电源假如用于DC/AC或AC/AC逆变电源,即把直流逆变成沟通输出,或把沟通整流成直流后再逆变成沟通输出,这种逆变电源一般输出电压都不需求调整,因而电路相对比较简单,作业效率很高。

用于逆变的推挽式开关电源一般输出电压都是占空比等于0.5的方波,由于方波的波形系数(有效值与半波平均值之比)等于1,因而,方波的有效值Uo与半波平均值Upa持平,而且方波的幅值Up与半波平均值Upa也持平。所以,只需知道输出电压的半波平均值就能够知道有效值,再依据半波平均值,就能够求得推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比。

依据前面剖析,推挽式变压器开关电源的输出电压uo,主要由开关电源变压器次级线圈N3绕组输出的正激电压来决议。因而,依据(1-128)、(1-129)、(1-131)其间一式就能够出推挽式变压器开关电源的输出电压的半波平均值。由此求得逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比:

n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 变压比,D为0.5时 (1-152)

(1-152)式便是核算逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。式中,N1为开关变压器初级线圈两个绕组其间一个的匝数,N3为变压器次级线圈的匝数,Uo输出电压的有效值,Ui为直流输入电压,Upa输出电压的半波平均值。

(1-152)式还没有考虑变压器的作业效率,当把变压器的作业效率也考虑进去时,最好在(1-152)式的右边乘以一个略大于1的系数。

B)直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的核算

直流输出电压非调整式推挽开关电源,便是在DC/AC逆变电源的沟通输出电路后边再接一级整流滤波电路。这种直流输出电压非调整式推挽开关电源的操控开关K1、K2的占空比与DC/AC逆变电源相同,一般都是0.5,因而,直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比可直接使用(1-152)式来核算。即:

n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 次/初级变压比,D为0.5时 (1-152)

不过,在低电压、大电流输出时,一定要考虑整流二极管的电压降。

C)直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的核算

直流输出电压可调整式推挽开关电源的功用就要求输出电压可调,因而,推挽式变压器开关电源的两个操控开关K1、K2的占空比有必要要小于0.5;由于推挽式变压器开关电源正反激两种状况都有电压输出,所以在相同输出电压(平均值)的情况下,两个操控开关K1、K2的占空比相当于要小一倍。当要求输出电压可调规模为最大时,占空比最好取值为0.25。依据(1-140)和(1-145)式可求得:

(1-153)和(1-154)式便是核算直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。式中,N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的匝数,N3为变压器次级线圈的匝数,Uo直流输出电压,Ui为直流输入电压。

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