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反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算

作者: 時(shí)間:2010-04-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

與正激式開(kāi)關(guān)相比,除了變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)和伏秒容量,變壓器初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比,以及變壓器各個(gè)繞組的額定輸入或輸出電流或功率以外,還需要特別注意考慮變壓器初級(jí)線圈的電感量。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188273.htm

對(duì)初級(jí)線圈的電感量要求,與正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器對(duì)初級(jí)線圈的電感量要求,幾乎完全不同。

對(duì)于正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器對(duì)初級(jí)線圈電感量的要求,如果不考慮變壓器初級(jí)線圈本身的電阻損耗,以及變壓器的體積和成本,則初級(jí)線圈的匝數(shù)是越多越好,電感量也是越大越好;而電源變壓器對(duì)初級(jí)線圈的電感量要求,則要求變壓器在滿足伏秒容量的前提下,對(duì)變壓器初級(jí)線圈電感的大小也有特別要求,就是求變壓器初級(jí)線圈電感存儲(chǔ)的能量必須滿足向負(fù)載提供功率輸出的要求。

關(guān)于開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作原理以及設(shè)計(jì)后面還要更詳細(xì)分析,這里只做比較簡(jiǎn)單的介紹。

1-7-3-2-1.反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的

反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算與正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算方法基本相同,請(qǐng)參考前面“1-6-3.正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路參數(shù)計(jì)算”中的“2.1 變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算”章節(jié)中的內(nèi)容。
反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈的最少匝數(shù)與(1-95)式完全相同,即:

式中,N1為變壓器初級(jí)線圈N1繞組的最少匝數(shù),S為變壓器鐵心的導(dǎo)磁面積(單位:平方厘米),Bm為變壓器鐵心的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度(單位:高斯),Br為變壓器鐵心的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度(單位:高斯),Br一般簡(jiǎn)稱剩磁,τ = Ton,為控制開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間,簡(jiǎn)稱脈沖寬度,或電源開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的寬度(單位:秒),一般τ取值時(shí)要留預(yù)留20%以上的余量,Ui為工電壓,單位為伏。式中的指數(shù)是統(tǒng)一單位用的,選用不同單位,指數(shù)的值也不一樣,這里選用CGS單位制,即:長(zhǎng)度為厘米(cm),磁感應(yīng)強(qiáng)度為高斯(Gs),磁通單位為麥克斯韋(Mx)。

(1-120)式中,Ui×τ 為變壓器的伏秒容量,即:伏秒容量等于輸入脈沖電壓幅度與脈沖寬度的乘積,這里我們把伏秒容量用US來(lái)表示。伏秒容量US表示:一個(gè)變壓器能夠承受多高的輸入電壓和多長(zhǎng)時(shí)間的沖擊。在一定的變壓器伏秒容量條件下,輸入電壓越高,變壓器能夠承受沖擊的時(shí)間就越短,反之,輸入電壓越低,變壓器能夠承受沖擊的時(shí)間就越長(zhǎng);而在一定的工作電壓條件下,變壓器的伏秒容量越大,變壓器鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越低,變壓器的鐵芯就更不容易飽和。變壓器的伏秒容量與變壓器的體積以及功率無(wú)關(guān),而只與磁通的變化量有關(guān)。

必須指出Bm和Br都不是一個(gè)常量,當(dāng)流過(guò)變壓器初級(jí)線圈的電流很小時(shí),Bm是隨著電流增大而增大的,但當(dāng)電流再繼續(xù)增大時(shí),Bm將不能繼續(xù)增大,這種現(xiàn)象稱磁飽和。變壓器要避免工作在磁飽和狀態(tài)。為了防止脈沖變壓器飽和,一般開(kāi)關(guān)變壓器都在磁回路中留一定的氣隙。由于空氣的導(dǎo)磁率與鐵心的導(dǎo)磁率相差成千上萬(wàn)倍,因此,只要在磁回路中留百分之一或幾百分之一的氣隙長(zhǎng)度,其磁阻或者磁動(dòng)勢(shì)將大部分都落在氣隙上,因此磁心也就很難飽和。

在沒(méi)有留氣隙的變壓器鐵心中的Bm和Br的值一般都很高,但兩者之間的差值卻很小;留有氣隙的變壓器鐵心,Bm和Br的值一般都要降低,但兩者之間的差值卻可以增大,氣隙留得越大,兩者之間的差值就越大,一般Bm可取1000~4000高斯,Br可取500~1000。

反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的氣隙要求比正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的氣隙大,這是因?yàn)榉醇な介_(kāi)關(guān)電源的輸出功率,對(duì)變壓器初級(jí)線圈的電感量有要求。

順便指出,變壓器鐵芯的氣隙留得過(guò)大,變壓器初、次級(jí)線圈之間的耦合系數(shù)會(huì)降低,從而使變壓器初、次級(jí)線圈的漏感增大,降低工作效率,并且還容易產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)把電源開(kāi)關(guān)管擊穿。



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