推挽式开关电源变压器参数的计算

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1、推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它 们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线 方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开 关电源变压器;另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同 时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级 线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作 模式，如:交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式， 各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交

2、替励磁，变压器铁 心的磁感应强度B,可从负的最大值-Bm,变化到正的最大值 +Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单 激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容 易出现磁通饱和现象。推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变 压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反 激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁 心磁感应强度的变化范围选择有区别。对于具有双向磁极化 的变压器铁心，其磁感应强度 B 的

3、取值范围，可从负的最大 值-Bm变化到正的最大值+Bm。关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“ 1-6-3. 正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“ 2.1 变压器初 级线圈匝数的计算”章节中的内容。根据(1-95)式:粗=岸暮 _单激式变矚匝数(1-95)把Br换成-Bm得：皿=誉一双渤式变風匝数(1-150)或占空比D为小时(1-151)(1-150)式和(1-151)式就是计算双激式开关电源变压器初 级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1 或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积(单位:平 方厘米)，Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui 为加

4、到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏;t = Ton,为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管 导通时间的宽度(单位:秒)；F为工作频率，单位为赫芝，一般 双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接 用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和t取 值要预留 20%左右的余量。式中的指数是统一单位用的，选 用不同单位，指数的值也不一样，这里选用CGS单位制，即: 长度为厘米(cm)，磁感应强度为高斯(Gs)，磁通单位为麦克 斯韦(Mx)。1-8-1-4-2.推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的 计算A) 交流输出推挽式开关电源变

5、压器初、次级线圈匝数比的计算推挽式开关电源如果用于DC/AC或AC/AC逆变电源，即 把直流逆变成交流输出，或把交流整流成直流后再逆变成交 流输出，这种逆变电源一般输出电压都不需要调整，因此电 路相对比较简单，工作效率很高。用于逆变的推挽式开关电源一般输出电压都是占空比等于 0.5 的方波，由于方波的波形系数(有效值与半波平均值 之比)等于 1，因此，方波的有效值 Uo 与半波平均值 Upa 相 等，并且方波的幅值Up与半波平均值Upa也相等。所以， 只要知道输出电压的半波平均值就可以知道有效值，再根据 半波平均值，就可以求得推挽式开关电源变压器初、次级线 圈匝数比。根据前面分析，推挽式变压器

6、开关电源的输出电压 uo， 主要由开关电源变压器次级线圈 N3 绕组输出的正激电压来 决定。因此，根据(1-128)、(1-129)、(1-131)其中一式就可以 出推挽式变压器开关电源的输出电压的半波平均值。由此求 得逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比:n二N3/N1 二Uo/Ui 二Upa/Ui -变压比，D 为 0.5 时(1-152)(1-152)式就是计算逆变式推挽开关电源变压器初、次级 线圈匝数比的公式。式中，N1为开关变压器初级线圈两个绕 组其中一个的匝数，N3为变压器次级线圈的匝数，Uo输出 电压的有效值，Ui为直流输入电压，Upa输出电压的半波平 均值。(1-152)

7、式还没有考虑变压器的工作效率，当把变压器的 工作效率也考虑进去时，最好在(1-152)式的右边乘以一个略 大于 1 的系数。B) 直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级 线圈匝数比的计算直流输出电压非调整式推挽开关电源，就是在DC/AC逆 变电源的交流输出电路后面再接一级整流滤波电路。这种直 流输出电压非调整式推挽开关电源的控制开关 K1、 K2 的占 空比与DC/AC逆变电源一样，一般都是0.5，因此，直流输 出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比可 直接利用(1-152)式来计算。即:n=N3/N1 二Uo/Ui 二Upa/Ui -次/初级变压比，D 为 0.5 时(1

8、-152)不过，在低电压、大电流输出时，一定要考虑整流二极 管的电压降。C) 直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算直流输出电压可调整式推挽开关电源的功能就要求输 出电压可调，因此，推挽式变压器开关电源的两个控制开关 K1、 K2 的占空比必须要小于 0.5;因为推挽式变压器开关电源 正反激两种状态都有电压输出，所以在同样输出电压(平均值) 的情况下，两个控制开关 K1、 K2 的占空比相当于要小一倍。 当要求输出电压可调范围为最大时，占空比最好取值为 0.25。 根据(1-140)和(1-145)式可求得:(1-153)和(1-154)式就是计算直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。式中，N1为变 压器初级线圈N1或N2绕组的匝数，N3为变压器次级线圈 的匝数，Uo直流输出电压，Ui为直流输入电压。