开关电源之正激式开关电源变压器参数的核算
发表时间: 2023-09-04 04:50:30 作者: 变压器
初级线圈的匝数和伏秒容量,伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小;另一个是变压器初、次级线圈的匝数比,以及变压器各个绕组的额外输入或输出电流或功率。关于变压器的作业原理以及参数规划后边还要更详细分析,这儿只做最简略的介绍。
图1中,当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两头,且变压器的一切次级线圈均开路时,流过变压器的电流只要励磁电流,变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流发生的。当操控开关接通今后,励磁电流就会随时刻添加而添加,变压器铁心中的磁通量也随时刻添加而添加。依据电磁感应定理:
式中E1为变压器初级线为变压器初级线圈的电感量, ф为变压器铁心中的磁通量,Ui为变压器初级线圈的输入电压。其间磁通量ф 还能够表明为:
上式中,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),B为磁感应强度,也称磁感应密度(单位:高斯),即:单位面积的磁通量。
(1-95)式便是核算单激式开关电源变压器初级线绕组匝数的公式。式中,N1为变压器初级线绕组的最少匝数,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),Br为变压器铁心的剩下磁感应强度(单位:高斯),Br一般简称剩磁,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),一般τ取值时要预留20%以上的余量,Ui为工电压,单位为伏。式中的指数是一致单位用的,选用不同单位,指数的值也不一样,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)。
(1-95)式中,Ui×τ 便是变压器的伏秒容量,即:伏秒容量等于输入脉冲电压起伏与脉冲宽度的乘积,这儿咱们把伏秒容量用US来表明。伏秒容量US表明:一个变压器可接受多高的输入电压和多长时刻的冲击。在必定的变压器伏秒容量条件下,输入电压越高,变压器可接受冲击的时刻就越短,反之,输入电压越低,变压器可接受冲击的时刻就越长;而在必定的作业电压条件下,变压器的伏秒容量越大,变压器的铁心中的磁感应强度就越低,变压器铁心就更不简单饱满。变压器的伏秒容量与变压器的体积以及功率无关,而只与磁通的改变量有关。
有必要指出Bm和Br都不是一个常量,当流过变压器初级线圈的电流很小时,Bm是跟着电流增大而增大的,但当电流再持续增大时,Bm将不能持续增大,这种现象称磁饱满。变压器要防止作业在磁饱满状态。为防止脉冲变压器饱满,一般开关变压器都在磁回路中留必定的气隙。因为空气的导磁率与铁心的导磁率相差不计其数倍,因而,只要在磁回路中留百分之一或几百分之一的气隙长度,其磁阻或许磁动势将大部分都落在气隙上,因而磁心也就很难饱满。
在没有留气隙的变压器铁心中的Bm和Br的值一般都很高,但两者之间的差值却很小;留有气隙的变压器铁心,Bm和Br的值一般都要下降,但两者之间的差值却能够增大,气隙留得越大,两者之间的差值就越大,一般Bm可取1000~4000高斯,Br可取500~1000。趁便指出,变压器铁心的气隙留得过大,变压器初、次级线圈之间的耦合系数会下降,从而使变压器初、次级线圈的漏感增大,下降作业效率,而且还易发生反电动势把电源开关管击穿。
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