開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計方法
(1)上升階段
對于通常的正脈沖而言,上升階段即脈沖前沿,信號中包含豐富的高頻成分,當(dāng)高頻分量通過脈沖變壓器時,在圖3所示的等效電路中,C的容抗1/ωC很小,而Lm1的感抗ωLm1很大,相比起來,可將Lm1的作用忽略,而在串聯(lián)的支路中,Li的作用即較為顯著。于是可以把圖3 所示的等效電路簡化成圖4所示的等效電路。
圖3圖2的等效電路
圖4圖3的簡化電路
在這個電路中,頻率越高,ωLi越大,而1/ωC越小,因而高頻信號大多降在Li上,輸出的高頻分量就減少了,可見輸入信號Usm前沿中所包含的高頻分量就不能完全傳輸?shù)捷敵龆?,頻率越高的成分到達(dá)輸出端越小,結(jié)果在輸出端得到的波形前沿就和輸入波形不同,即產(chǎn)生了失真。
要想減小這種波形失真,就要盡量減小分布電容C(應(yīng)減小變壓器一次繞組的匝數(shù))。但又要得到一定的繞組電感量,所以需要用高磁導(dǎo)率的磁心。在繞制上也可以采取一些措施來減小分布電容,例如用分段繞法;為了減小漏感L1,可采用一、二次繞組交疊繞法等。
(2)平頂階段
脈沖的平頂包含著各種低頻分量。在低頻情況下,并聯(lián)在輸出端的3個元件中,電容C的容抗1/ωC很大,因此電容C可以忽略。同時在串聯(lián)支路中,Li的感抗ωLi很小,也可以略去。所以又可以把圖3電路簡化為圖5所示的低頻等效電路。信號源也可以等效成電動勢為Usm的直流電源。
這里可用下述公式表達(dá)
U′o=(UsmRL′)e-T/τ/(Rs+RL′)
τ=Lm1(Rs+RL′)RsRL′
可見U′o為一下降的指數(shù)波形,其下降速度決定于時間常數(shù)τ,τ越大,下降越慢,即波形失真越小。為此,應(yīng)盡量加大Lm1,而減小Rs和RL′,但這是有限的。如果Lm1太大,必然使繞組的匝數(shù)很多,這將導(dǎo)致繞組分布電容加大,致使脈沖上升沿變壞。
圖5圖3的低頻等效電路
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