開(kāi)關(guān)電源功率變壓器的設計方法

圖6脈沖下降階段的等效電路

（3）下降階段

下降階段的信號源相當于直流電源Usm串聯(lián)的開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)的階段，它與上升階段雖然是相對的過(guò)程，但有兩個(gè)不同；一是電感Lm1中有勵磁電流，并開(kāi)始釋放，因此Lm1不能略去；二是開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，Rs便不起作用，由此得出下降階段的等效電路，見(jiàn)圖6。

一般來(lái)說(shuō)，在脈沖變壓器平頂階段以后，Lm1中存儲了比較大的磁能，因此在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，會(huì )出現劇烈的振蕩，并產(chǎn)生很大的下沖。為了消除下沖往往采用阻尼措施。

二、功率變壓器的參數及公式

2.1變壓器的基本參數

在磁路中，磁通集中的程度，稱(chēng)為磁通密度或磁感應強度，用B表示，單位是特斯拉（T），通常仍用高斯（GS）單位，1T=104GS。另一方面，產(chǎn)生磁通的磁力稱(chēng)為磁場(chǎng)強度，用符號H表示，單位是A/m

H=0.4πNI/li

式中：N——繞組匝數

I——電流強度

li——磁路長(cháng)度

磁性材料的磁滯回線(xiàn)表示磁性材料被完全磁化和完全去磁化這一過(guò)程的磁特性變化。圖7為一典型的磁化曲線(xiàn)。

由坐標0點(diǎn)到a點(diǎn)這段曲線(xiàn)稱(chēng)起始磁化曲線(xiàn)。

曲線(xiàn)中的一些關(guān)鍵點(diǎn)是十分重要的，BS：飽和磁通密度，Br：剩磁，HC：矯頑磁力。

當Br越接近于BS值時(shí)，磁滯曲線(xiàn)的形狀越接近于矩形，見(jiàn)圖8（a），同時(shí)矯頑磁力HC越大時(shí)，磁滯曲線(xiàn)越寬，這表明這種磁性材料的磁化特性越硬，表明這種材料為硬磁性材料。當Br和BS相差越大，矯頑磁力HC越小時(shí)，即磁滯曲線(xiàn)越瘦，表明這種材料為軟磁性材料，脈沖變壓器的磁心材料應選用軟磁性材料，見(jiàn)圖8（b）。

圖7不帶氣隙的磁滯回線(xiàn)

圖8硬/軟磁性材料和磁滯回線(xiàn)

（a）硬磁材料(b)軟磁材料

如果在磁心中開(kāi)一個(gè)氣隙，將建立起一個(gè)有氣隙的磁路，它會(huì )改變磁路的有效長(cháng)度。因為空氣隙的磁導率為1，所以有效磁路長(cháng)度le為

le=li＋μilg

式中：li——磁性材料中的磁路長(cháng)度

lg——空氣隙的磁路長(cháng)度

μi——磁性材料的磁導率

對一個(gè)給定安匝數，有空氣隙磁心的磁通密度要比沒(méi)有空氣隙的磁通密度小。

2.2設計變壓器的基本公式

為了確保變壓器在磁化曲線(xiàn)的線(xiàn)性區工作，可用下式計算最大磁通密度（單位：T）

Bm=(Up×104)/KfNpSc

式中：Up——變壓器一次繞組上所加電壓（V）

f——脈沖變壓器工作頻率（Hz)