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开关电源原理与规划(连载二十二)反激式变压器开关电源电路参数核算

1-7-3.反激式变压器开关电源电路参数计算反激式变压器开关电源电路参数计算基本上与正激式变压器开关电源电路参数计算一样,主要对储能滤波电感、储能

1-7-3.反激式变压器开关电源电路参数核算

反激式变压器开关电源电路参数核算根本上与正激式变压器开关电源电路参数核算相同,主要对储能滤波电感、储能滤波电容,以及开关电源变压器的参数进行核算。

1-7-3-1.反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的核算

前面现已详细分析,储能滤波电容进行充电时,电容两头的电压是按正弦曲线的速率改变,而储能滤波电容进行放电时,电容两头的电压是按指数曲线的速率改变,但因为电容充、放电的曲率都十分小,所以,把图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容两头电压的充、放电波形画成了锯齿波,这也相当于用曲率的均匀值来替代曲线的曲率,如图1-26所示。

图1-26中,uo是变压器次级线圈输出波形,Up是变压器次级线圈输出电压正半周波形的峰值,Up-是变压器次级线圈输出电压负半周波形的峰值,Upa是变压器次级线圈输出电压波形的半波均匀值,uc是储能滤波电容两头的电压波形,Uo是反激式变压器开关电源输出电压的均匀值,i1是流过变压器初级线圈的电流,i2是流过变压器次级线圈的电流,Io是流过负载两头的均匀电流。

从图1-26能够看出,反激式变压器开关电源储能滤波电容充、放电波形与图1-7回转式串联开关电源储能滤波电容充、放电波形(图1-8-b))根本相同,仅仅极性正好相反。因而,图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的核算方法与图1-7回转式串联开关电源储能滤波电容参数的核算方法完全相同。反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的核算,除了参阅图1-7以外,还能够参阅前面串联式开关电源或回转式串联开关电源中储能滤波电容参数的核算方法,一起还能够参阅图1-6中储能滤波电容C的充、放电进程。

从图1-26中能够看出,反激式变压器开关电源与回转式串联开关电源中的储能电感相同,仅在操控开关K关断期间才发生反电动势向负载供给能量,因而,即使是在占空比D等于0.5的状况下,储能滤波电容器充电的时刻与放电的时刻也不持平,电容器充电的时刻小于半个作业周期,而电容器放电的时刻则大于半个作业周期,但电容器充、放电的电荷是持平的,即电容器充电时的电流大于放电时的电流。

从图1-26能够看出,反激式变压器开关电源,流过负载的电流比正激式变压器开关电源流过负载的电流小一倍,流过负载的电流Io只要流过变压器次级线圈最大电流iLm的四分之一。在占空比D等于0.5的状况下,电容器充电的时刻为3T/8 ,电容充电电流的均匀值为3iLm/8 ,或3Io/2 ;而电容器放电的时刻为 5T/8,电容放电电流的均匀值为0.9 Io。因而有:

ΔQ =(3Io/2 ) ×3T/8 =9IoT/16 —— D = 0.5时 (1-116)

式中ΔQ为电容器充电的电荷,Io流过负载的均匀电流,T为作业周期。电容充电时,电容两头的电压由最小值充到最大值(绝对值),相应的电压增量为2ΔUc,由此求得电容器两头的波纹电压ΔUP-P为:

(1-118)式和(1-119)式,便是核算反激式变压器开关电源储能滤波电容的公式(D = 0.5时)。式中:Io是流过负载电流的均匀值,T为开关作业周期,ΔUP-P为滤波输出电压的波纹,或电压纹波。一般波纹电压都是取电压增量的峰-峰值,因而,当D = 0.5时,波纹电压等于电容器充电的电压增量,即:ΔUP-P = 2ΔUc 。

同理,(1-118)式和(1-119)式的核算结果,只给出了核算反激式变压器开关电源储能滤波电容C的中心值,或均匀值,关于极点状况能够在均匀值的核算结果上再乘以一个大于1的系数。

当开关K作业占空比D小于0.5时,因为流过开关电源变压器次级线圈的电流会不接连,电容器放电的时刻将远远大于电容器充电的时刻,因而,开关电源滤波输出电压的纹波将明显增大。别的,开关电源的负载一般也不是固定的,当负载电流增大的时分,开关电源滤波输出电压的纹波也将会增大。因而,规划开关电源的时分要留有充沛的余量,实践使用中最好按(1-118)式核算结果的2倍以上来选取储能滤波电容的参数。

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