弹用小型化计算机电源

4单端反激式高频变压器的设计

在单管式电路中，高频变压器只利用铁心磁特性的一个象限，磁通不是从-Bm变到到+Bm，即不以磁特性曲线的原点对称工作，所以单管式电路中变压器的设计属于不对称工作的设计。

对于以可变频率工作的反激式变换器，在功率晶体管导通其间变压器增加的能量，在周期的其余时间全部传送给负载，其输入功率计算公式是：

从这个公式可以得出计算反激式变换初级绕组电感L1的公式：

(1)

由于反激式变换器必须兼有变压器和电感器功能，所以还必须满足一般变压器的计算公式：

(2)

式中，W1初级绕组匝数，Ui为输入直流电压(V)，Ton为导通持续时间(s)，S为铁心截面积(cm2)，Bm为最大磁感应强度(G)，Br为剩余磁感应强度(G)。

由下式：

可得：

IP1L1=UiTon

代入式(2)可得：

(3)

为了使铁心不致饱和，还必须满足下式：

(4)

式中，H为磁场强度，lC为铁心平均磁路长度(cm)，W1为初级绕组线圈，IP1为初级最大电流(A)，Hmax为铁心允许使用的最大不饱和磁场强度。

对于固定频率工作的反激式变换器，在(1-δ)T期间，次级绕组的能量未能全部释放完，此剩余能量必然在δT期间反映到初级绕组上。因此在初级绕组中具有初始电流IP0，一般取IP1/IP0=2，这样，在δT期间初级绕组电流的变化量为：

所以，

(5)

因此，在Ton期间，初级绕组电感器上增加的能量为：

(6)

输出功率为：

(7)

初级绕组电感为：

(8)

综上所述，设计步骤可归纳如下：

首先根据给定的输出功率，预选某种尺寸的铁心，再由式(8)计算出所需的初级绕组的电感值L1。

然后由式(5)计算出IP1值，并把IP1值和L1值代入式(3)，求出初级绕组的匝数。

最后由式(4)校验H值是否满足H≤Hmax，如满足，则可进一步计算次级绕组的匝数和校验铁心窗口的面积等步骤。

5结束语

目前，对该弹用小型化计算机电源单独做过高低温试验，随整机做过例试、综合环境试验及可靠性增长试验，其性能得到初步验证。今后还需要做片式化元件储存防护和可靠性研究工作，在电源的抗振动极限、工作环境温度极限等方面做必要的试验以获得详细数据。另外，也要尽早开展功率器件在单面覆铜铝基板上的SMT生产工艺研究工作。