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開關電源原理與設計
     圖1-19,反激式開關電源在控制開關接通期間是不輸出功率的,僅在控制開關關斷期間才把存儲能量轉化成反電動勢向負載提供輸出。反激式開關變壓器次級線圈輸出端一般都接有一個整流二極管,和一個儲能濾波電容。由于儲能濾波電容的容量很大,其兩端電壓基本不變,變壓器次級線圈輸出電壓uo相當于被整流二極管和輸出電壓Uo進行限幅,因此,被限幅后的剩余電壓幅值正好等于輸出電壓Uo的最大值Up,同時也等于變壓器次級線圈輸出電壓uo的半波平均值Upa。

由于反激式變壓器開關電源的輸出電壓與控制開關的占空比有關,因此,在計算反激式開關變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比之前,首先要確定控制開關的占空比D。把占空比D確定之后,根據(jù)(1-110)式就可以計算出反激式開關變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)比。

根據(jù)(1-110)式

由此求得:

(1-110)式和(1-124)式中,Uo為反激式變壓器開關電源的輸出電壓,Ui變壓器初級線圈輸入電壓,D為控制開關的占空比,n = N2/N1為變壓器次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比。

在正常輸出負載的情況下,考慮到電源開關管的耐壓問題,反激式開關電源控制開關的占空比D的最大值一般都小于0.5。因此,反激式變壓器開關變壓器次級線圈大部分時間都是工作在斷流狀態(tài),如圖1-21。當開關變壓器次級線圈出現(xiàn)斷流時,流過負載電流將全部由儲能濾波電容來提供,電容兩端產(chǎn)生的電壓紋波會增大很多,并且輸出電壓也會降低。因此,在考慮變壓器次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比的時候,也要把這個因數(shù)一同進行考慮,最好在變壓器次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比n的基礎上再乘一個略大于1的系數(shù)K。系數(shù)K一般取1.1~1.3,與占空比的取值有關,當占空比很小時,K值可取大一些。

這里順便提一下,變壓器線圈漆包線的電流密度一般取每平方毫米為2~3安培比較合適。當開關電源的工作頻率取得很高時,電流密度最好取得小一些,或者用多股線代替單股線,以免電流在導體中產(chǎn)生趨膚效應,增大損耗使導線發(fā)熱。另外,目前繞制變壓器使用的漆包線大部分都不是純銅線,因此電阻率相對比較大,把這些因素一起考慮,電流密度更不能取高。

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