反激式高频变压器的分析与设计
2.3 原边绕组与副边绕组匝数
原边匝数可根据式(8)确定,即:

式中:Np为原边绕组;Us为原边直流电压;ton为导通时间;Dmax为工作电路中的最大占空比;△Bac为交变工作磁密,△B为交变工作磁密摆幅;fs为工作频率。
副边匝数则根据不同电路结构的输入输出电压关系计算:

式中:Ns为副边绕组;Uo为输出电压(单位:V);Ko为电路结构系数,在不同的电路结构下有不同的表达式,在反激式电路拓扑结构下,因此电路结构系数Ko可由式(10)表示:

2.4 原边绕组与副边绕组导线尺寸选择
首先计算原边电流平均值Iavgl和副边输出电流值Io,并由式(3)确定电流密度J,再由:

及:

计算原副边绕组导线尺寸(式中,Axp为原边绕组导线截面积,Axs为副边导线绕组截面积),考虑到趋肤效应,必要时需选择多根导线并绕。
2.5 磁芯气隙尺寸
每一工作周期能量乘上工作频率f和变压器效率η为输出功率Po,如式(13):

式中:Iave为原边平均电流;Lp为原边电感。
当变压器工作在电流不连续工作模式,在ton时间内电流为0~Ip,可得式(14):

式中:Lp为原边绕组电感;Us为原边直流电压;Dmax为最大占空比。

式中:η为变压器效率;Dmax为最大占空比;Ts为脉冲周期(单位:s);Usmin为输入端最小直流电压(单位:V);Pomax为最大输出视在功率(单位:VA)。
假定所有的磁阻都在气隙中,则式(17)可计算保守的气隙尺寸:

式中:lg为气隙长度(单位:mm);μo=4π×10-7;Np为原边匝数;Lp为原边电感(单位:mH),Ae为磁芯面积(单位:mm2)。
2.6 检验磁芯磁通密度和饱和裕度
为了在磁芯的最大工作值和饱和值之间有足够的余量,需要检验磁芯可能出现的磁通密度峰值。
(1)计算交变磁通密度△Bac,见式(18):

式中:△Bac为交变工作磁密(单位:mT);Us为输入端直流电压(单位:V);ton为导通时间(单位:μs);Np为原边匝数,Ae为磁芯截面积(单位:mm2)。
(2)计算直流磁通密度分量Bdc,见式(19)
假定磁芯的所有磁阻都集中在气隙,将得到较高的直流磁通密度保守结果,此近似值可由式(19)得:

式中:Bdc为直流作用的磁感应强度(单位:T),μo=4π×10-7,Np为原边匝数;Idc为有效直流电流(单位:A);lg为气隙长度(单位:mm)。
(3)计算Bmax=△Bac/2+Bdc,并将其与选择磁
芯材料的饱和磁通密度相比较进行校验。
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