開(kāi)關(guān)電源功率變壓器的設計方法
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
Np——變壓器一次繞組匝數（匝）
Sc——磁心有效截面積（cm2）
K——系數，對正弦波為4.44,對矩形波為4.0
一般情況下，開(kāi)關(guān)電源變壓器的Bm值應選在比飽和磁通密度Bs低一些。
Po=1.16BmfjScSo×10－5
式中：j——導線(xiàn)電流密度（A/mm2）
Sc——磁心的有效截面積（cm2)
So——磁心的窗口面積（cm2）
三、對功率變壓器的要求
（1）漏感要小
圖9是雙極性電路（半橋、全橋及推挽等）典型的電壓、電流波形，變壓器漏感儲能引起的電壓尖峰是功率開(kāi)關(guān)管損壞的原因之一。
圖9雙極性功率變換器波形
功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)電壓尖峰的大小和集電極電路配置、電路關(guān)斷條件以及漏感大小等因素有關(guān)，僅就變壓器而言，減小漏感是十分重要的。
（2）避免瞬態(tài)飽和
一般工頻電源變壓器的工作磁通密度設計在B－H曲線(xiàn)接近拐點(diǎn)處，因而在通電瞬間由于變壓器磁心的嚴重飽和而產(chǎn)生極大的浪涌電流。它衰減得很快，持續時(shí)間一般只有幾個(gè)周期。對于脈沖變壓器而言如果工作磁通密度選擇較大，在通電瞬間就會(huì )發(fā)生磁飽和。由于脈沖變壓器和功率開(kāi)關(guān)管直接相連并加有較高的電壓，脈沖變壓器的飽和，即使是很短的幾個(gè)周期，也會(huì )導致功率開(kāi)關(guān)管的損壞，這是不允許的。所以一般在控制電路中都有軟啟動(dòng)電路來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
（3）要考慮溫度影響
開(kāi)關(guān)電源的工作頻率較高，要求磁心材料在工作頻率下的功率損耗應盡可能小，隨著(zhù)工作溫度的升高，飽和磁通密度的降低應盡量小。在設計和選用磁心材料時(shí)，除了關(guān)心其飽和磁通密度、損耗等常規參數外，還要特別注意它的溫度特性。一般應按實(shí)際的工作溫度來(lái)選擇磁通密度的大小，一般鐵氧體磁心的Bm值易受溫度影響，按開(kāi)關(guān)電源工作環(huán)境溫度為40℃考慮，磁心溫度可達60～80℃，一般選擇Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。
（4）合理進(jìn)行結構設計
從結構上看，有下列幾個(gè)因素應當給予考慮：
漏磁要小，減小繞組的漏感；
便于繞制，引出線(xiàn)及變壓器安裝要方便，以利于生產(chǎn)和維護；
便于散熱。
四、磁心材料的選擇
軟磁鐵氧體，由于具有價(jià)格低、適應性能和高頻性能好等特點(diǎn)，而被廣泛應用于開(kāi)關(guān)電源中。
軟磁鐵氧體，常用的分為錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體兩大系列，錳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要應用在1MHz以下的各類(lèi)濾波器、電感器、變壓器等，用途廣泛。而鎳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3，NiO，ZnO等，主要用于1MHz以上的各種調感繞組、抗干擾磁珠、共用天線(xiàn)匹配器等。
在開(kāi)關(guān)電源中應用最為廣泛的是錳鋅鐵氧體磁心，而且視其用途不同，材料選擇也不相同。用于電源輸入濾波器部分的磁心多為高導磁率磁心，其材料牌號多為R4K～R10K，即相對磁導率為4000～10000左右的鐵氧體磁心，而用于主變壓器、輸出濾波器等多為高飽和磁通密度的磁性材料，其Bs為0.5T（即5000GS）左右。
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