半桥逆变电路中的脉冲变压器设计

电子镇器中的脉冲变压器一般使用外径为 6mm 与 10mm，所以我们暂取这两款磁环参数进行计算。
首先假设选用编号为 B 的 H10×6×5 的 R5K 磁环，查表可得到，le=24.1mm=2.41cm Hs=0.40A/cm，根据（式3）可以算出初级绕组的匝数为：；
因为初级 IP=0.39A，圈数只有 2 匝，所以初级电压应不会超过 1V，假设初级电压为 1V，根据（式1）将 Bs=0.51T，N=2Ts，Ae=9.3mm2=0.093cm2 代入公式可算出振荡频率：，考虑到晶体管的存储时间 Ts 的影响，实际工作频率将小于理论值，无法达到设计输入需要的 35kHz，所以选用 B 磁环 H10×6×5 无法满足设计指标的要求。
如果采用 A 磁环 H6.3×3.8×2.5P 查表可得到，le=15.2mm=1.52cm Hs=0.40A/cm，则初级的匝数为：(匝)，考虑到生产工艺原因，这里匝数取 2 匝。因为磁环较小而且圈数少，假设 Vp=0.6V，则振荡频率为：，根据使用的开关晶体管的存储时间 Ts 确定每只开关的实际开时间，查得晶体管的存储时间 Ts=3.5
根据式 2 计算每只开关的实际开通时间为：

实际工作频率
该工作频率与设计要求的指定值非常接近，所以可以采用。
在电流源驱动模式的半桥逆变器中，功率开关晶体管的基极和发射极之间的驱动绕组即是脉冲变压器的次级绕组 Ns，设流入次级的的电流为 Is，电压为 Us，则应存在以下关系：
Ip×Up=Is×Us
因为又存在以下关系： 所以可推导出：

(4)

对于选定的 BUL45 开关晶体管，可查出在 Ic=2A，VCE=1V 时，hFE≥7 ，当为 Ic=0.78A 时，晶体管的 hFE 不会低于 10，从而可算出最小的基极电流为 0.078A，集电极的 0.78A 的电流正是电子镇流器功率开关晶体管实际工作电流 IL=0.55A 的峰值，因此，流入变压器初级绕组的电流 Ip 可近似为晶体管峰值集电极电流的一半，即 Ip=0.5×ILP=0.39A 将 Ip=0.39A，Is=IB=0.078A，Np=2 代入式 4，可得出（匝）。

下面确定变压器所需的线径：
根据公式： (5)
d：线径，单位mm；I：电流，单位A；j：电流密度，一般取 3A/mm2
可得出初级的线径：

次级的线径：

根据上面的计算，从理论上可以确定此变压器的参数为，使用 R5K，H6.3×3.8×2.5P 磁环，初级使用 0.40mm 铜线绕 2 匝次级均为使用 0.18mm 铜线绕 10 匝，铜线可采用普通聚胺酯漆包铜线即可，对绝缘有特别要求的，可采用三层绝缘线。
3 结束语
通过理论推导与计算可以得出所需变压器的具体参数，但在实际应用中，电路其它元件的取值与布线的影响可能还需要对变压器的各参数进行适当的调整，例如受开关晶体管基极串联电阻的阻值及其它分布参数的影响可对变压器次级基极驱动绕组的匝数进行调整，变压器的设计是一项需要实践的工作，只有在不断的设计与实践中才能积累到更多的经验与数据。

参考文献
[1] 比林斯著, 张占松, 汪仁煌, 谢丽萍译. 开关电源手册. 北京: 人民邮电出版社 2006.12
[2] 毛兴武, 祝大卫. 新型电子镇流器电路原理与设计. 北京: 人民邮电出版社 2007.9