單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的工作原理詳解

在Toff期間，控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷，流過(guò)變壓器初級線(xiàn)圈的電流突然為0。由于變壓器初級線(xiàn)圈回路中的電流產(chǎn)生突變，而變壓器鐵心中的磁通量 不能突變，因此，必須要求流過(guò)變壓器次級線(xiàn)圈回路的電流也跟著(zhù)突變，以抵消變壓器初級線(xiàn)圈電流突變的影響，要么，在變壓器初級線(xiàn)圈回路中將出現非常高的反電動(dòng)勢電壓，把控制開(kāi)關(guān)或變壓器擊穿。

如果變壓器鐵心中的磁通ф產(chǎn)生突變，變壓器的初、次級線(xiàn)圈就會(huì )產(chǎn)生無(wú)限高的反電動(dòng)勢，反電動(dòng)勢又會(huì )產(chǎn)生無(wú)限大的電流，而電流在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁力線(xiàn)又會(huì )抵制磁通的變化，因此，變壓器鐵心中的磁通變化，最終還是要受到變壓器初、次級線(xiàn)圈中的電流來(lái)約束的。

因此，在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷的Toff期間，變壓器鐵心中的磁通 主要由變壓器次級線(xiàn)圈回路中的電流來(lái)決定，即：

e2 =-N2*dф/dt =-L2*di2/dt = i2R —— K關(guān)斷期間 (1-64)

式中負號表示反電動(dòng)勢e2的極性與(1-62)式中的符號相反，即：K接通與關(guān)斷時(shí)變壓器次級線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢的極性正好相反。對(1-64)式階微分方程求解得：

式中C為常數，把初始條件代入上式，就很容易求出C，由于控制開(kāi)關(guān)K由接通狀態(tài)突然轉為關(guān)斷時(shí)，變壓器初級線(xiàn)圈回路中的電流突然為0，而變壓器鐵心中的磁通量 不能突變，因此，變壓器次級線(xiàn)圈回路中的電流i2一定正好等于控制開(kāi)關(guān)K接通期間的電流i2(Ton+)，與變壓器初級線(xiàn)圈回路中勵磁電流被折算到變壓器次級線(xiàn)圈回路電流之和。

(1-66)式中，括弧中的第一項表示變壓器次級線(xiàn)圈回路中的電流，第二項表示變壓器初級線(xiàn)圈回路中勵磁電流被折算到變壓器次級線(xiàn)圈回路的電流。

圖1-16-a單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓uo等于：

(1-68)式中的Up-就是反擊式輸出電壓的峰值，或輸出電壓最大值。由此可知，在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷瞬間，當變壓器次級線(xiàn)圈回路負載開(kāi)路時(shí)，變壓器次級線(xiàn)圈回路會(huì )產(chǎn)生非常高的反電動(dòng)勢。理論上需要時(shí)間t等于無(wú)限大時(shí)，變壓器次級線(xiàn)圈回路輸出電壓才為0，但這種情況一般不會(huì )發(fā)生，因為控制開(kāi)關(guān)K的關(guān)斷時(shí)間等不了那么長(cháng)。

從(1-63)和(1-67)式可以看出，開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作原理與普通變壓器的工作原理是不一樣的。當開(kāi)關(guān)電源工作于正激時(shí)，開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作原理與普通變壓器的工作原理基本相同;當開(kāi)關(guān)電源工作于反激時(shí)，開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作原理相當于一個(gè)儲能電感。如果我們把輸出電壓uo的正、負半波分別用平均值Upa、Upa-來(lái)表示，則有：

分別對(1-71)和(1-72)兩式進(jìn)行積分得：