開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載54）

2-1-1-5．雙激式開關(guān)電源變壓器伏秒容量與初級線圈匝數(shù)的計(jì)算

在圖2-7中，對于雙激式開關(guān)電源變壓器，每輸入一個(gè)交流脈沖電壓，除了第一個(gè)輸入脈沖的磁通密度變化范圍是從0到最大值Bm以外，其余輸入脈沖，磁通密度的變化范圍都是從負(fù)的最大值-Bm到正的最大值Bm ，或從正的最大值Bm到負(fù)的最大值-Bm ，即：每輸入一個(gè)交流脈沖電壓，磁通密度的增量ΔB都是最大磁通密度Bm的2倍（2Bm）。

因此，把這個(gè)結(jié)果代入（2-13）和（2-14）式，即可求得：

（2-17）和（2-18）式，就是計(jì)算雙激式開關(guān)電源變壓器初級線圈N1繞組匝數(shù)的公式。式中，N1為變壓器初級線圈N1繞組的最少匝數(shù)，S為變壓器鐵芯的導(dǎo)磁面積（單位：平方厘米），Bm為變壓器鐵芯的最大磁通密度（單位：高斯），τ為脈沖寬度，或電源開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的寬度（單位：秒），E為脈沖電壓的幅度，即開關(guān)電源的工作電壓幅度，單位為伏，F(xiàn)為開關(guān)電源的工作頻率，單位赫茲。

同樣，我們把（2-17）式中的輸入脈沖電壓幅度E與脈沖寬度τ的乘積定義為變壓器的伏秒容量，用US來表示（單位：伏秒），即：US = E×τ 。

這里還需指出，使用（2-17）和（2-18）式計(jì)算雙激式開關(guān)電源變壓器初級線圈N1繞組的匝數(shù)是有條件的，條件就是輸入交流脈沖電壓正、負(fù)半周的伏秒容量Us必須相等。如果不相等（2-17）和（2-18）式中的磁通密度增量ΔB就不能用2Bm來表示，而應(yīng)該用Bm和-Bm這兩個(gè)實(shí)際變量的差值，即：ΔB = Bm-（-Bm），這里姑且把Bm和-Bm都看成是變量更合適。

把（2-17）式和（2-18）式與（2-16）式進(jìn)行對比很容易看出，在變壓器鐵芯的導(dǎo)磁面積以及輸入電壓幅度完全相等的條件下，雙激式開關(guān)電源變壓器鐵芯中的磁通密度變化范圍要比單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯中的磁通密度變化范圍大很多；或者在伏秒容量完全相等的條件下，雙激式開關(guān)電源變壓器初級線圈的匝數(shù)要比單激式開關(guān)電源變壓器初級線圈的匝數(shù)少很多。因此，用于雙激式開關(guān)電源變壓器，一般都不需要在其變壓器鐵芯中留氣隙。

在（2-17）和（2-18）式中，對于大功率雙激式開關(guān)電源變壓器的鐵芯，其最大磁通密度Bm的取值一般不要超過3000高斯。如果Bm值取得過高，當(dāng)開關(guān)器件偶然發(fā)生誤觸發(fā)，使圖2-7中的相位出錯(cuò)時(shí)，很容易使變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和，致使開關(guān)電源工作電流過大而損壞。