开关电源原理与设计22

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1、开关电源原理与设计（连载二十二）反激式变压器开关电源电路参数计算时间：2013-12-02来源：作者：1-7-3.反激式变压器开关电源电路参数计算反激式变压器开关电源电路参数计算基本上与正激式变压器开关电源电路参数计算一样，主要対储能滤波电感、储能滤波电容，以及开关电源变压器的参数进行计算。1-7-3-1.反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算前面己经详细分析，储能滤波电容进行充电时，电容两端的电压是按正弦曲线的速率变化，而储能滤波电容进行放电时，电容两端的电压是按指数曲线的速率变化，但由于电容充、放电的曲率都非常小，所以

2、，把图1・19反激式变压器开关电源储能滤波电容两端电压的充、放电波形画成了锯齿波，这也相当于用曲率的平均值来取代曲线的曲率，如图1・26所示。图1-26H',U0是变压器次级线圈输出波形，Up是变压器次级线圈输出电压正半周波形的峰值，Up■是变压器次级线圈输出电压负半周波形的峰值，Upa是变压器次级线圈输出电压波形的半波平均值，uc是储能滤波电容两端的电压波形，Uo是反激式变压器开关电源输出电压的平均值,ii是流过变压器初级线圈的电流，i2是流过变压器次级线圈的电流，Io是流过负载两端的平均电流。从图1・26可以看出，反激式变

3、压器开关电源储能滤波电容充、放电波形与图1・7反转式串联开关电源储能滤波电容充、放电波形（图i-8-b））ffi本相同，只是极性正好相反。因此，图1・19反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算方法与图1-7反转式串联开关电源储能滤波电容参数的计算方法完全相同。反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算，除了参考图1・7以外，还可以参考前血串联式开关电源或反转式串联开关电源中储能滤波电容参数的计算方法，同时还可以参考图1-6屮储能滤波电容C的充、放电过程。c)图1-26从图1-26屮可以看出，反激式变压器开关电源与反转式串联

4、开关电源屮的储能电感一样，仅在控制开关K关断期间才产牛反电动势向负载提供能量，因此，即使是在占空比D等于0.5的情况卜-，储能滤波电容器充电的时间与放电的时间也不相等，电容器充电的时间小于半个工作周期，而电容器放电的时间则人于半个工作周期，但电容器充、放电的电荷是相等的，即电容器充电时的电流大于放电时的电流。从图1-26nJ'以看出，反激式变压器开关电源，流过负载的电流比正激式变压器开关电源流过负载的电流小一倍，流过负载的电流Io只冇流过变压器次级线圈最大电流iLm的四分Z—。在占空比D等于0.5的情况下，电容器充电的时间为3

5、T/8,电容充电电流的平均值为3iLm/8,或3lo/2；而电容器放电的时间为5T/8,电容放电电流的平均值为o.9Io。因此有：△Q=（3【o/2）X3T/8=9loT/i6——D=0.5时（1-116）式中AQ为电容器充电的电荷，Io流过负载的平均电流，T为工作周期。电容充电时，电容两端的电压由授小值充到授大值（绝对值），相应的电压增量为2AUc,由此求得电容器两端的波纹电压AUP-P为：AUp.p-2AUc---IJTD-0一5时C16C(1-117)(1-118)由此求得*9rT162…°D=0.5时或：9“C>16呵

6、尸D=0.5时(1-1⑼(1・1⑻式秋式，就是计算反激式变压器开关电源储能滤波电容的公式(D=0.5时)。式中：Io是流过负载电流的平均值，T为开关工作周期，AUP-P为滤波输出电压的波纹，或电压纹波。一般波纹电压都是取电压增最的峰■峰值，因此，当D=o.5时，波纹电压等于电容器充电的电压增量，即：AUP-P=2AUco同理，(1-118)式和(1-119)^的计算结果，只给出了计算反激式变压器开关电源储能滤波电容C的屮间值，或平均值，对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。当开关K工作占空比D小于0・5时

7、，由于流过开关电源变压器次级线圈的电流会不连续，电容器放电的时间将远远人于电容器充电的时间，因此，开关电源滤波输出电压的纹波将显著增大。另外，开关电源的负载一•般也不是固定的，当负载电流增人的时候，开关电源滤波输出电压的纹波也将会增人。因此，设计开关电源的时候要留有充分的余量，实际应用中最好按(1-118)式计算结果的2倍以上來选取储能滤波电容的参数。