開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載二十三）反激式開關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算

0.2.反激式開關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算

反激式開關(guān)電源變壓器的參數(shù)計(jì)算與正激式開關(guān)電源變壓器的參數(shù)計(jì)算相比，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。

反激式開關(guān)電源變壓器對(duì)初級(jí)線圈的電感量要求，與正激式開關(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;而反激式開關(guān)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)于開關(guān)電源變壓器的工作原理以及參數(shù)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.反激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算

反激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算與正激式開關(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，為控制開關(guān)的接通時(shí)間，簡(jiǎn)稱脈沖寬度，或電源開關(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。

反激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的氣隙要求比正激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的氣隙大，這是因?yàn)榉醇な介_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)把電源開關(guān)管擊穿。