開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載18）反激式變壓器開關(guān)電源

當(dāng)控制開關(guān)K由接通突然轉(zhuǎn)為關(guān)斷瞬間，流過變壓器初級(jí)線圈的電流i1突然為0，這意味著變壓器鐵心中的磁通ф 也要產(chǎn)生突變，這是不可能的，如果變壓器鐵心中的磁通ф 產(chǎn)生突變，變壓器初、次級(jí)線圈回路就會(huì)產(chǎn)生無限高的反電動(dòng)勢(shì)，反電動(dòng)勢(shì)又會(huì)產(chǎn)生無限大的電流，而電流又會(huì)抵制磁通的變化，因此，變壓器鐵心中的磁通變化最終還是要受到變壓器初、次級(jí)線圈中的電流來約束的。

因此，在控制開關(guān)K關(guān)斷的Toff期間，變壓器鐵心中的磁通 主要由變壓器次級(jí)線圈回路中的電流來決定，即：

e2 =－L2di2/dt = uo —— K關(guān)斷期間 （1-104）

或
e2 =－N2dф/dt = uo —— K關(guān)斷期間 （1-105）

上式中，e2為變壓器次級(jí)線圈N2繞組產(chǎn)生的感電動(dòng)勢(shì)，L2是變壓器次級(jí)線圈N2繞組的電感，N2為變壓器初級(jí)線圈N2繞組線圈繞組的匝數(shù)， ф為變壓器鐵心中的磁通，uo為變壓器次級(jí)線圈N2繞組的輸出電壓。由于反激式變壓器開關(guān)電源的變壓器次級(jí)線圈N2繞組的輸出電壓都經(jīng)過整流濾波，而濾波電容與負(fù)載電阻的時(shí)間常數(shù)非常大，因此，整流濾波輸出電壓Uo基本就等于uo的幅值Up。

對(duì)（1-104）和（1-105）式進(jìn)行積分，并把uo用Uo代之，即可求得：

i2 = －Uo*t/L2 ＋i2(0) —— K關(guān)斷期間 （1-106）

ф = －Uo*t/N2 ＋ф (0) —— K關(guān)斷期間 （1-107）

式中，i2是流過變壓器次級(jí)線圈N2繞組的電流， 為變壓器鐵心中的磁通；i2(0)為變壓器次級(jí)線圈N2繞組的初始電流，ф(0)為初始磁通。實(shí)際上，i2(0)正好等于控制開關(guān)剛斷開瞬間流過變壓器初級(jí)線圈N1繞組的電流被折算到次級(jí)繞組回路的電流，即：i2(0) = i1m/n ；而ф (0)正好等于控制開關(guān)剛斷開瞬間變壓器鐵心中的磁通，即：ф(0) = S?Bm 。當(dāng)控制開關(guān)K將要關(guān)斷時(shí)，i2和ф均達(dá)到最小值。即：

i2x = －Uo*Toff/L2 ＋i1m/n —— K關(guān)斷期間 （1-108）

фx =－Uo*Toff/N2 ＋S?Bm —— K關(guān)斷期間 （1-109）

（1-108）式中，n為變壓器次級(jí)線圈與初級(jí)線圈的匝數(shù)比。當(dāng)開關(guān)電源工作于電流臨界連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)，（1-108）式中的i2x等于0，而（1-109）式中的 фx等于S?Br 。

由（1-102）式和（1-108）式，或者（1-103）式和（1-109）式，并注意到，變壓器次級(jí)線圈與初級(jí)線圈的電感量之比正好等于n2(n平方) ，就可以求得反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓為：

（1-110）式中，Uo為反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓，Ui變壓器初級(jí)線圈輸入電壓，D為控制開關(guān)的占空比，n為變壓器次級(jí)線圈與初級(jí)線圈的匝數(shù)比。

這里還需提請(qǐng)注意，在決定反激式開關(guān)電源輸出電壓的（1-110）式中，并沒有使用反激輸出電壓最大值或峰值Up-的概念，而式使用的 正好是正擊式輸出電壓的峰值Up，這是因?yàn)榉醇ぽ敵鲭妷旱淖畲笾祷蚍逯礥p-計(jì)算比較復(fù)雜（（1-68）式），并且峰值Up-的幅度不穩(wěn)定，它會(huì)隨著輸出負(fù)載大小的變化而變化；而正擊式輸出電壓的峰值Up則不會(huì)隨著輸出負(fù)載大小的變化而變化。