漏電感對正激和反激式開(kāi)關(guān)電源的影響及設計方法

正激式變換器等效電路如圖七所示(列方程時(shí)，忽略二極管的壓降)，電路是等效到主輸出繞組5V上。 Lσ1表示原邊繞組與副邊主輸出繞組間的漏電感;LP’表示原邊繞組折算到副邊主輸出繞組間的漏電感;Lσ2為主輸出繞組與12V輸出繞組間的漏電感;折算時(shí)均以5V的N1為匝數為基準。

3.1 漏電感對一個(gè)輸出電壓時(shí)影響

在S1、S2閉合時(shí)，LP’上加上VS’電壓，經(jīng)耦合，使LS1、 L1上電流上升，由于Lσ1的漏感作用，使IL1延緩上升，但iD3+ iD4=IL1，電流IL1線(xiàn)性上升所需時(shí)間t1可依下式計算：

(4)

在t1初期，雖然V12= VS’，但在漏電感引起延遲對應的伏-秒值VS’ t1即為輸出電壓的損失，在一個(gè)周期平均值定義為電壓損失ΔV1：(如圖八陰影部分所示)

(5)

由式(5)可知損失電壓與IL1成正比。

從能量的反饋過(guò)程來(lái)看，tc是由于漏電感作用時(shí)使電流延緩下降，在電流下降中，Lσ1 、LP’上的電壓反向，Lσ1上能量耦合至LP’并經(jīng)D1 、D2反饋回電壓源VS’，這樣就把儲存在漏電感Lσ1和勵磁電感LP’的儲能送回到輸入端。例如，設計一個(gè)開(kāi)關(guān)頻率為50kHz的開(kāi)關(guān)電源，采用EC-52型號的鐵心，用AWG#19線(xiàn)在線(xiàn)架上繞4層作為原邊繞組，用AWG#18線(xiàn)8條并聯(lián)繞6圈作為副繞組。制作中沒(méi)有用三明治繞法，線(xiàn)圈布置是先繞原邊繞組，在作0.01mm絕緣處理后，再繞副邊繞組。測得Lσ’為0.5μH，此時(shí)，引起電壓損失為：

(V)

漏電感儲存的能量為：

(W)

如果線(xiàn)圈采用三明治繞法，實(shí)測漏電感從0.5μH降為0.2μH，下降60%，相應的電壓損失為：

漏電感儲存的能量為：

(W)

由此可知漏電感減少后得益匪淺。

3.2 漏電感對有多個(gè)輸出電壓時(shí)的影響

如有二個(gè)輸出繞組，分別輸出5V/40A和12V/5A，相對于前面情況，加了一個(gè)Lσ2，同樣起著(zhù)電流建立和消退的延緩作用。由于主輸出繞組D3 、D4在0～t1時(shí)段的同時(shí)導通，使3、2兩端電壓為0，即經(jīng)t1時(shí)間后，再經(jīng)歷漏電感Lσ2的延遲作用，才開(kāi)始完全由D5供電流給IL2’建立ID5。

由于D5 、D6同時(shí)導通，電流IL2’在t2以后才按規律上升。在 t2～t1期間，V32已上升到一定值，電流IL2 ’開(kāi)始增加，此增加電流一樣是通過(guò)Lσ1，所以對12V/5A繞組而言，受Lσ1+ Lσ2’的左右。

電壓損失為：

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