反激式開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)研究

蔡名斌

摘?要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提高，對(duì)于電源技術(shù)的研究也在逐漸深入，促進(jìn)電源開關(guān)以及電源變壓器的發(fā)展對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)生活具有十分重要的作用，因此，對(duì)于反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)是十分重要的。通過磁學(xué)理論的應(yīng)用，使用有效的方法對(duì)反激式電源開關(guān)予以設(shè)計(jì)。本文通過對(duì)反激式開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)予以研究，通過對(duì)磁芯的大小以及繞組的電感值進(jìn)行分析，整合參數(shù)，予以探討，提高反激式電源開關(guān)使用的效率，將計(jì)算的難度以及復(fù)雜性予以降低，促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)便性。

關(guān)鍵詞：反激式;開關(guān)電源;變壓器;設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】TN86??【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）18-0194-01

在對(duì)反激式電源開關(guān)予以設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)反激式電源變壓器予以重視，其是開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的核心部位，具有關(guān)鍵性的作用，因此，其在使用過程中對(duì)于變壓器參數(shù)的變化具有十分重要的作用。因此，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，對(duì)反激式變壓器予以有效設(shè)計(jì)，對(duì)于其運(yùn)行具有優(yōu)化作用，在大大降低各個(gè)電源器件磨損的基礎(chǔ)上，變壓器的散熱性也會(huì)具有十分有效的解決。在變壓器設(shè)計(jì)不合理的情況下，電源開關(guān)的使用性能會(huì)大幅度的降低，增加電路的損耗值。

1?關(guān)于反激式電源開關(guān)的原理與設(shè)計(jì)方法分析

反激式的電源開關(guān)主要是由基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成，其中包括變壓器的觸及繞組以及次級(jí)繞組的匝數(shù)[1]。在對(duì)反激式電源開關(guān)予以分析時(shí)，可以將其作為一種模型，通過將不同的參數(shù)數(shù)據(jù)予以對(duì)比，初級(jí)與次級(jí)的繞組匝數(shù)予以對(duì)比，并且將其輸出電壓以及輸出的電流進(jìn)行計(jì)算，可以了解到，在忽然出現(xiàn)損耗狀態(tài)的前提下，其參數(shù)是存在一定聯(lián)系的，并且使用模型的占空比計(jì)算方法，將開關(guān)以及二級(jí)管壓的因素納入考慮范圍內(nèi)，可以得出反激式開關(guān)電源的占空比方程。通過對(duì)其計(jì)算方式分析可以得知，當(dāng)電源開關(guān)的輸入電壓呈現(xiàn)最小值的狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電源電流達(dá)到最大值，并且其初級(jí)繞組的中峰值電流也在其開關(guān)管的閉合狀態(tài)中形成最大值，這在電源意義上是較為普遍出現(xiàn)的最為惡劣現(xiàn)象，在對(duì)變壓器予以設(shè)計(jì)時(shí)，其中一個(gè)關(guān)鍵性問題是保證磁路不會(huì)產(chǎn)生飽和狀態(tài)，因此，在對(duì)變壓器予以設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)最大值的峰值電流予以重視。通過對(duì)法拉第定律予以分析，可以從中得出電壓方程的計(jì)算方式，將C設(shè)置為磁芯的有效橫截面面積，設(shè)置B為線圈的匝數(shù)，因此可以得出：電壓=（V*T）/2*B*C。

這一計(jì)算方式是通過對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化予以設(shè)計(jì)，在磁性材料屬于大部分范圍內(nèi)，可以將其與磁性感應(yīng)的強(qiáng)度予以聯(lián)系，并且通過對(duì)伏秒法則，對(duì)電流與電壓的關(guān)系予以推導(dǎo)，可以發(fā)現(xiàn)二者成正比。通過相應(yīng)的計(jì)算公式可以對(duì)反激式的變壓器初級(jí)繞組匝數(shù)予以確定，并且在其他變壓器的電感設(shè)計(jì)中也可以進(jìn)行使用。通過公式計(jì)算可以對(duì)相應(yīng)參數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，繞組匝數(shù)的計(jì)算與氣隙以及磁芯的長度和其有效體積并不形成一定關(guān)系，并且對(duì)于磁導(dǎo)率也不會(huì)存在一定的依賴作用，其運(yùn)行中與負(fù)載電流的大小等因素并不存在具體的聯(lián)系。針對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)，需要將最惡劣的情況考慮在內(nèi)，當(dāng)變壓器中的峰值電流達(dá)到最高時(shí)，變壓器中的峰值磁感應(yīng)能力對(duì)于磁感應(yīng)的飽和強(qiáng)度也會(huì)十分接近，這時(shí)，變壓器可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)作。

在對(duì)初級(jí)繞組匝數(shù)進(jìn)行計(jì)算之后，需要對(duì)其峰值以及電感量予以計(jì)算，因此，需要先計(jì)算出變壓器正常運(yùn)作狀態(tài)下，磁芯需要的氣隙長度值。因此，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算公式，對(duì)氣隙的參數(shù)以及磁芯的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過已知的電感量參數(shù)，對(duì)氣隙的長度進(jìn)行計(jì)算。在對(duì)初級(jí)繞組匝數(shù)以及電感量、氣隙長度值計(jì)算結(jié)束之后，對(duì)次級(jí)繞組匝數(shù)以及氣隙的長度予以計(jì)算。通過以上步驟，對(duì)變壓器設(shè)計(jì)的所有參數(shù)量予以計(jì)算，保證計(jì)算的正確度，實(shí)現(xiàn)計(jì)算的有效率，提高變壓器的使用效果。

2?關(guān)于單端反激式開關(guān)電源的原理分析

單端的主要含義是高頻電壓器在實(shí)際工作中，其磁芯艾磁滯回線的一側(cè)進(jìn)行工作，也就是說器件只存在漏極一側(cè)的脈沖調(diào)制信號(hào)的功率輸出端。與此同時(shí)，反激式主要含義是指功率開關(guān)管在進(jìn)行導(dǎo)通的情況下，高頻變壓器的初級(jí)繞組感應(yīng)壓力主要分為上正極以及下負(fù)極，這時(shí)整流二極管會(huì)處于截止的狀態(tài)，并且初級(jí)電阻會(huì)存儲(chǔ)一些能量。在功率的開關(guān)管進(jìn)行截止時(shí)，變壓器中存儲(chǔ)的部分能量會(huì)經(jīng)過初級(jí)繞組以及二級(jí)整流實(shí)現(xiàn)負(fù)載化輸出，以此來實(shí)現(xiàn)通過開關(guān)的頻率對(duì)次級(jí)電流予以控制。當(dāng)開關(guān)的頻率達(dá)到一定程度時(shí)，高頻電壓器會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的快速儲(chǔ)存和釋放，并且在經(jīng)過高頻整流的濾波過后，會(huì)對(duì)直流電壓進(jìn)行更加簡(jiǎn)便的獲取。

3?關(guān)于計(jì)算結(jié)果分析

在交流電予以充足狀態(tài)時(shí)，這種狀態(tài)下，電源開關(guān)的運(yùn)作是較為穩(wěn)定的，并且隨著交流電壓的逐漸變大，電壓波形成的動(dòng)蕩主要表現(xiàn)形式是變壓器呈現(xiàn)漏感以及變壓器的分布電容，設(shè)備出現(xiàn)結(jié)電的現(xiàn)象，與變壓器的寄生電容具有十分重要的聯(lián)系[2]。因此，在繞制的變壓器對(duì)于繞組間的空隙進(jìn)行縮小時(shí)，會(huì)對(duì)漏感進(jìn)行一定程度的縮小，以此來降低變壓器的振蕩幅度，提高電源開關(guān)的使用穩(wěn)定性。

變壓器使用性能是開關(guān)電源中十分重要的組成部分，并且其本身具有的特性對(duì)于電源開關(guān)的使用也是存在較大的聯(lián)系，例如其磁能轉(zhuǎn)換作用以及電壓變換作用?等，對(duì)于開關(guān)電源的使用具有關(guān)鍵性意義。針對(duì)變壓器設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)對(duì)于其使用的技術(shù)性以及穩(wěn)定性是十分重要的。以往的設(shè)計(jì)形式計(jì)算公式較為復(fù)雜，并且參數(shù)數(shù)據(jù)較多，在設(shè)計(jì)結(jié)束后，其使用過程中的穩(wěn)定性無法得到保證。

總結(jié)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)水平的提高，人們?cè)趯?shí)際的生產(chǎn)生活中，對(duì)于電源技術(shù)的人使用是十分普遍的，因此對(duì)開關(guān)電源的技術(shù)開發(fā)對(duì)于社會(huì)的生產(chǎn)和發(fā)展具有十分重要的意義、由于變壓器的設(shè)計(jì)是開關(guān)電源中的核心部分，因此，對(duì)其使用具有關(guān)鍵性意義，對(duì)變壓器的有效設(shè)計(jì)有利于電源開關(guān)的高效使用。通過對(duì)傳統(tǒng)變壓器的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，針對(duì)其中存在的問題予以改進(jìn)，以此來提高設(shè)計(jì)技術(shù)，促進(jìn)變壓器設(shè)計(jì)的優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)有效性，降低運(yùn)行過程中的損耗值。

參考文獻(xiàn)

[1]劉洋洋，周玉嬌.?反激式開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)的相關(guān)研究[J].?建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，000（016）：3553-3553，3555.

[2]嚴(yán)會(huì)會(huì)，韓敏.?一種單端反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J].?信息通信，2019.