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开关电源道理取设想(连载十八)反激式变压器

浏览次数: 发表时间:2019-05-03

  因而,正在节制开关K关断的Toff期间,变压器铁心中的磁通 次要由变压器次级线圈回中的电流来决定,即:

  上式中,e2为变压器次级线绕组发生的感电动势,L2是变压器次级线为变压器初级线绕组线圈绕组的匝数, ф为变压器铁心中的磁通,uo为变压器次级线绕组的输出电压。因为反激式变压器开关电源的变压器次级线绕组的输出电压都颠末整流滤波,而滤波电容取负载电阻的时间很是大,因而,整流滤波输出电压Uo根基就等于uo的幅值Up。

  这里还需提请留意,正在决定反激式开关电源输出电压的(1-110)式中,并没有利用反激输出电压最大值或峰值Up-的概念,而式利用的正好是正击式输出电压的峰值Up,这是由于反激输出电压的最大值或峰值Up-计较比力复杂((1-68)式),而且峰值Up-的幅度不不变,它会跟着输出负载大小的变化而变化;而正击式输出电压的峰值Up则不会跟着输出负载大小的变化而变化。

  (1-108)式中,n为变压器次级线圈取初级线圈的匝数比。当开关电源工做于电流临界持续工做形态时,(1-108)式中的i2x等于0,而(1-109)式中的 фx等于SBr 。

  反激式变压器开关电源工做道理比力简单,输出电压节制范畴比力大,因而,正在一般电器设备中使用最普遍。

  把图1-19-a取图1-16-a进行比力,若是我们把图1-16-a中开关变压器次级线圈的同名端对换一下,本来变压器输出电压的正、负极性就会完全过来,图1-19-b所示的电压输出波形根基上就是从图1-16-b的波形过来的。不外,由于图1-16-b的波形对应的是纯电阻负载,而图1-19-b的负载是一个储能滤波电容和一个电阻并联。因为储能滤波电容的容量很大,其两头电压根基不变,变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅,因而,图1-16-b中输出电压uo的脉冲尖峰完全被削除,被限幅后的残剩电压幅值正好等于输出电压Uo的最大值Up,同时也等于变压器次级线圈输出电压uo的半波平均值Upa。

  图1-19-a中,正在节制开关K接通的Ton期间,输入电源Ui对变压器初级线绕组加电,初级线两头发生自感电动势的同时,正在变压器次级线绕组的两头也同时发生电动势,但因为整流二极管的感化,没有发生回电流。相当于变压器次级线圈开,变压器次级线圈相当于一个电感。因而,流过变压器初级线绕组的电流就是变压器的励磁电流,变压器初级线绕组两头发生自感电动势可由下式暗示:

  由(1-102)式和(1-108)式,或者(1-103)式和(1-109)式,并留意到,变压器次级线圈取初级线圈的电感量之比正好等于n2(n平方) ,就能够求得反激式变压器开关电源的输出电压为:

  当节制开关K由接通俄然转为关断霎时,流过变压器初级线,这意味着变压器铁心中的磁通ф 也要发生突变,这是不成能的,若是变压器铁心中的磁通ф 发生突变,变压器初、次级线圈回就会发生无限高的反电动势,反电动势又会发生无限大的电流,而电流又会抵制磁通的变化,因而,变压器铁心中的磁通变化最终仍是要遭到变压器初、次级线圈中的电流来束缚的。

  所谓反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被曲流电压激励时,变压器的次级线圈没有向负载供给功率输出,而仅正在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载供给功率输出,这种变压器开关电源称为反激式开关电源。

  式中,i2是流过变压器次级线绕组的电流,为变压器铁心中的磁通;i2(0)为变压器次级线)为初始磁通。现实上,i2(0)正好等于节制开关刚断开霎时流过变压器初级线绕组的电流被折算到次级绕组回的电流,即:i2(0) = i1m/n ;而ф (0)正好等于节制开关刚断开霎时变压器铁心中的磁通,即:ф(0) = SBm 。当节制开关K将要关断时,i2和ф均达到最小值。即:

  上式中,i1是流过变压器初级线绕组的电流, ф为变压器铁心中的磁通;i1(0)为变压器初级线圈中的初始电流,即:节制开关刚接通霎时流过变压器初级线)为初始磁通,即:节制开关刚接通霎时变压器铁心中的磁通。当开关电源工做于输出临界持续电流形态时,这里的i1(0)正好0,而 ф(0)正好等于剩磁通SBr。当节制开关K将要关断,且开关电源工做于输出电流临界持续形态时,i1和 均达到最大值:

  图1-19-a是反激式变压器开关电源的简单工做道理图,图1-19-a中,Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是节制开关,C是储能滤波电容,R是负载电阻。图1-19-b是反激式变压器开关电源的电压输出波形。

  上式中,e1为变压器初级线绕组发生的自感电动势,L1是变压器初级线为变压器初级线绕组线圈绕组的匝数, ф为变压器铁心中的磁通。对(1-98)和(1-99)式进行积分,由此可求得:

  (1-110)式中,Uo为反激式变压器开关电源的输出电压,Ui变压器初级线圈输入电压,D为节制开关的占空比,n为变压器次级线圈取初级线圈的匝数比。

  (1-102)、(1-103)式中,i1m为流过变压器初级线绕组的最大电流,即:节制开关关断霎时前流过变压器初级线绕组的电流; фm为变压器铁心中的最大磁通,即:节制开关关断霎时前变压器铁心中的磁通,S为变压器铁心导磁面积,Br为残剩磁强度,Bm为最大磁强度。

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