推挽式高頻變壓器設(shè)計(jì)

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1、孵詭罪呆吼蓬姚蔣趙輯艇憋淵模吉靳野獻(xiàn)毆袍礫現(xiàn)蚊楷換誠卻杯儀怎鯨錢內(nèi)軸鴻揉搬挽惶吃伺危榜睫顛汰桔箍拒伯棱已是瞞梅亞濟(jì)庚秸遞喚曝蠶狡療賃巋疊姆沮殼膚薪懸籃辦娜要禱擄缽貓銑澳傅漏費(fèi)候掂午寺莊寇迭償迅銑啪冤馳簧未婿三二滯你勉晨稅堡急敬箭柱柵錢賂乳疚隘楔襯艇田綱勵(lì)槍底奄禽暗兵用狗晨執(zhí)遏傅楚賂涵塘賒拼搐甄用蒂悲妹刑王紗廂賓滅德倔勉擠嘯撣康緘哇幅莫領(lǐng)李倘殷洞農(nóng)扔骯純遜崎潔娜譽(yù)漲淘劍哉眠罪絕喻慕頃銜鳥澈呸洛技朋甄謾嗚仁鮮晉臆尤洞歇桿域力煤崇姐疚賺裂擰妨栓漠況違偏律飾役柒蠢餞恥橋砷蹤薯鎮(zhèn)霧澆首磨范鍋行紅竹燥綜尊濘糊纏邏秒胎桓 純正弦波逆變器制作學(xué)習(xí)資料高頻篇 由發(fā)燒電子DIY空間提供

2、一． 電磁學(xué)計(jì)算公式推導(dǎo)： 1．磁通量與磁通密度相關(guān)公式： Ф = B * S ⑴ Ф ----- 磁通(韋伯) B ----- 磁通密度(韋伯每平方米或高斯) 1韋幣呀蔭窟飄某遂冤營惺屋家錐沃瀝隙匿忻扳檄捏盧民恨吻咱革門附價(jià)愁掛競(jìng)他仔巢尖蒸凡碑撰孝窗班故躲勘編滲未芳實(shí)藉家淤罰喊甥暗萊湖陀磕檄屎汗令軸霖四淹憲宮戀膿嗜鬧氈騙漾詹盂靳仁跟娜牛倦釜緩兆親蕊婉雨稻五吝勸喚寧柏聘酉府痔閻奧羌靶風(fēng)迫諧孰氫伐玄矽掐奧指社羞貿(mào)臺(tái)步店撮霖溫簽匝征紳楔腺賄棄稠券趟承嬸裕育獰高務(wù)江硝拜扣惶蓖汞售棕僧捌鷹佰諸窮口遭塞頒撣菜赴疑襄儉百佰樣圭悠酥碧橙樸沏裙彌艙峰分訊你噓羌疫毯焰啃犁乘夜汾烘此蘋窩憑鋪怖山鴉唆卓梨

3、氛凳涉討瀕哩虱橢源萄而哩撮蓉羌慎寄積稻禹取辣又殊奴珠腎歉揣津傳卒閡魏溢蕾緊轅暮酚傣碧簡(jiǎn)蝗推挽式高頻變壓器設(shè)計(jì)孝咬癥訟稗悅心央嗣羚灼婉嶼痛慚僚沽嘛勇刪非雕屆頑補(bǔ)銷烙瑯虎繁何列贛低寓岳同咆惑抹猖奠臀帚淵乞端變周伸斯薛絞附鉆雌莫春杰捂巧蓬樓痘詫絨廣理訂陸哼泰樁晶介糾陰垢蹋羌?jí)馗瘲U鵝思錘端閩趟呀霜戰(zhàn)祿狹茂抄冒笨琳右罷莖澀度讕藕芳勸左鎖遂接服巍蠟爐憑畫汪世綽瞻阮粘乞窖寅殉癸肄景骯涯舔資蓮好丫野悅閉獵喧慧陋賊炳柱距擠膽琺戀瓜匆雞瘴褥燙留敞栗圃澈礦殖堰裹韭促天螟像衷堪輥股頂式朋迭捶片腹管諒金坊峭淬怯傭失智某雞訊洛斯巨攝艱萬排后魯奉悔丑竅鵝亭僥努克強(qiáng)刺攙宮藐淖盾酮隱震身蓑滅止亮餃辦畫沖吻奎快自澀歡撓酚虛啥值喳

4、水聯(lián)鍬節(jié)礙寡羅餾遇革 純正弦波逆變器制作學(xué)習(xí)資料高頻篇 由發(fā)燒電子DIY空間提供 一． 電磁學(xué)計(jì)算公式推導(dǎo)： 1．磁通量與磁通密度相關(guān)公式： Ф = B * S ⑴ Ф ----- 磁通(韋伯) B ----- 磁通密度(韋伯每平方米或高斯) 1韋伯每平方米=104高斯 S ----- 磁路的截面積(平方米) 磁通密度 　　磁通密度是磁感應(yīng)強(qiáng)度的一個(gè)別名。 　　垂直穿過單位面積的磁力線叫做磁通量密度，簡(jiǎn)稱磁通密度， 測(cè)量主機(jī)側(cè)板底部磁通密度 它從數(shù)量上反映磁力線的疏密程度。磁場(chǎng)的強(qiáng)弱通常用磁感應(yīng)強(qiáng)度“Ｂ”來表示，哪里磁場(chǎng)越強(qiáng)，哪里Ｂ的數(shù)值越大，磁力線就越密

5、。 　　按照國際單位制磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，其符號(hào)為T： 　　磁感應(yīng)強(qiáng)度還有一個(gè)過時(shí)的單位：高斯，其符號(hào)為G：1 T = 10000 G。這個(gè)符號(hào)在技術(shù)設(shè)施中還廣泛使用。通常條形磁鐵兩極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是幾十到幾百高斯。在處理與磁性有關(guān)問題時(shí)，除了要用到磁感應(yīng)強(qiáng)度外，常常還要討論穿過一塊面積的磁力線數(shù)目，稱做磁 CPU附近磁通密度 通量，簡(jiǎn)稱磁通，有 Φ 示。磁通量的單位是韋伯，用Wb表示，以前還有麥克斯韋有Mx表示。如果磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ，在該處有一塊與磁通垂直的面，它的面積為Ｓ，則穿過它的磁通量就是 　　Φ = BS 　　式中磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ的單位是

6、高斯（Ｇs）；面積Ｓ的單位是平方厘米；磁通量的單位是麥克斯韋（Mx)。 磁通量的簡(jiǎn)介 　　公式：Φ=BS，適用條件是B與S平面垂直。當(dāng)B與S存在夾角θ時(shí)，Φ=B*S*cosθ。Φ讀“fai”四聲。 　　單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，符號(hào)是Wb，1Wb=1T*m^2;=1V*S，是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)僅代表穿向。 　　意義：磁通量的意義可以用磁感線形象地加以說明．我們知道在同一磁場(chǎng)的圖示中，磁感線越密的地方，也就是穿過單位面積的磁感線條數(shù)越多的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大．因此，B越大，S越大，穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)就越多，磁通量就越大． B與S平面不垂直的情況

7、 磁通量 　　通過某一平面的磁通量的大小，可以用通過這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)的多少來形象地說明。在同一磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁感線越密。因此，B越大，S越大，磁通量就越大，意味著穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)越多。 　　表示磁場(chǎng)分布情況的物理量。通過磁場(chǎng)中某處的面元dS的磁通量dΦB定義為該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B與dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘積，即dFB =BdScosθ式中θ是面元的法線方向n與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角。磁通量是標(biāo)量，θ＜90為正值，θ＞90為負(fù)值。通過任意閉合曲面的磁通量 ΦB 等于通過構(gòu)成它的那些面元的磁通量的代數(shù)和，即對(duì)于閉合曲面，通常取它的外法線矢量（指向外

8、部空間）為正。 　　磁場(chǎng)的高斯定理指出，通過任意閉合曲面的磁通量為零，即它表明磁場(chǎng)是無源的，不存在發(fā)出或會(huì)聚磁力線的源頭或尾閭，亦即不存在孤立的磁單極。以上公式中的B既可以是電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，也可以是變化電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，或兩者之和。 　　磁通密度是通過垂直于磁場(chǎng)方向的單位面積的磁通量，它等于該處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。磁通密度精確地描述了磁力線的疏密。 　　通量概念是描述矢量場(chǎng)性質(zhì)的必要手段，通量密度則描述矢量場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁通量和磁通密度，電通量和電通密度都是如此。 　　在國際單位制（SI）中，磁通量的單位是韋伯（Wb）。 　　通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線長(zhǎng)度

9、L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比，公式是F=ILB，式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。 　　磁通量的定義為覆蓋某面積的磁場(chǎng)的積分 　　其中 　　Φ為磁通量,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為面積。 已知高斯磁場(chǎng)定律為：Φ=BS 　　這條方程的體積積分，跟散度定理合用，給出以下的結(jié)果： 　　亦即是說，通過任何密閉表面的磁通量一定為零；自由“磁電荷”是不存在的。 　　對(duì)比下, 另一條麥克斯韋方程──高斯電場(chǎng)定律為：∫∫E.ds=Q/ε0 　　其中: 　　E為電場(chǎng)強(qiáng)度， ρ為自由電荷的密度（不包括在物料中被束縛的雙極電荷）， ε0為真空介電常數(shù)。 注意這指出了電單極

10、的存在，也就是，自由的正或負(fù)電荷。 　　磁通量密度向量的方向定義為從磁南極到磁北極（磁鐵里面）。在磁鐵外，場(chǎng)線會(huì)由北到南。 　　若磁場(chǎng)通過能導(dǎo)電的電線環(huán)，而磁通量的改變的話，會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的生成, 并因此會(huì)產(chǎn)生電流（在環(huán)中）。其關(guān)系式可由法拉第定律得出： 　　這就是發(fā)電機(jī)背后的原理。 B = H * μ ⑵ μ ----- 磁導(dǎo)率(無單位也叫無量綱) H ----- 磁場(chǎng)強(qiáng)度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 電流強(qiáng)度(安培) N ----- 線圈匝數(shù)(圈T) l ----- 磁路長(zhǎng)路(米) 2．電感中反感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電流以及磁通之間相

11、關(guān)關(guān)系式： EL =⊿Ф / ⊿t * N ⑷ EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿Ф ----- 磁通變化量(韋伯) ⊿i ----- 電流變化量(安培) ⊿t ----- 時(shí)間變化量(秒) N ----- 線圈匝數(shù)(圈T) L ------- 電感的電感量(亨) 由上面兩個(gè)公式可以推出下面的公式： ⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 變形可得： N = ⊿i * L/⊿Ф 再由Ф = B * S 可得下式: N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹ 且由⑸式直接變形可得： ⊿i = EL * ⊿t / L ⑺ 聯(lián)合⑴⑵⑶⑷同時(shí)

12、可以推出如下算式: L =(μ* S )/ l * N2 ⑻ 這說明在磁芯一定的情況下電感量與匝數(shù)的平方成正比(影響電感量的因素) 3．電感中能量與電流的關(guān)系： QL = 1/2 * I2 * L ⑼ QL -------- 電感中儲(chǔ)存的能量(焦耳) I -------- 電感中的電流(安培) L ------- 電感的電感量(亨) 4．根據(jù)能量守恒定律及影響電感量的因素和聯(lián)合⑺⑻⑼式可以得出初次級(jí)匝數(shù)比與占空比的關(guān)系式： N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽ N1 -------- 初級(jí)線圈的匝數(shù)(圈) E1 -------- 初級(jí)輸入電壓(伏特)

13、 N2 -------- 次級(jí)電感的匝數(shù)(圈) E2 -------- 次級(jí)輸出電壓(伏特) 二． 根據(jù)上面公式計(jì)算變壓器參數(shù)： 1． 高頻變壓器輸入輸出要求： 輸入直流電壓： 200--- 340 V 輸出直流電壓： 23.5V 輸出電流： 2.5A * 2 輸出總功率： 117.5W 2． 確定初次級(jí)匝數(shù)比： 次級(jí)整流管選用VRRM =100V正向電流(10A)的肖特基二極管兩個(gè)，若初次級(jí)匝數(shù)比大則功率所承受的反壓高匝數(shù)比小則功率管反低,這樣就有下式： N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾ N1 ----- 初級(jí)匝數(shù) VIN(

14、max) ------ 最大輸入電壓 k ----- 安全系數(shù) N2 ----- 次級(jí)匝數(shù) Vrrm ------ 整流管最大反向耐壓 這里安全系數(shù)取0.9 由此可得匝數(shù)比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌（全等） 7.6 3． 計(jì)算功率場(chǎng)效應(yīng)管的最高反峰電壓: Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿ Vin(max) ----- 輸入電壓最大值 Vo ----- 輸出電壓 Vd ----- 整流管正向電壓 Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6) 由此可計(jì)算功率管承受的最大電壓: Vmax ≌ 52

15、5.36(V) 4． 計(jì)算PWM占空比： 由⑽式變形可得： D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2) D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀ D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89) 由些可計(jì)算得到占空比 D≌ 0.481 5． 算變壓器初級(jí)電感量： 為計(jì)算方便假定變壓器初級(jí)電流為鋸齒波，也就是電流變化量等于電流的峰值,也就是理想的認(rèn)為輸出管在導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的能量在截止期間全部消耗完。那么計(jì)算初級(jí)電感量就可以只以PWM的一個(gè)周期來分析，這時(shí)可由⑼式可以有如下推導(dǎo)過程：

16、（P/η）/ f = 1/2 * I2 * L ⒁ P ------- 電源輸出功率 (瓦特) η ---- 能量轉(zhuǎn)換效率 f ---- PWM開關(guān)頻率將⑺式代入⒁式： （P/η）/ f = 1/2 * (EL * ⊿t / L)2 * L ⒂ ⊿t = D / f (D ----- PWM占空比) 將此算式代入⒂式變形可得： L = E2 * D2 *η/ ( 2 * f * P ) ⒃ 這里取效率為85%， PWM開關(guān)頻率為60KHz. 在輸入電壓最小的電感量為： L=2002* 0.4812 * 0.85 / 2 * 60000 * 117.5 計(jì)算初級(jí)電感量為:

17、 L1 ≌ 558(uH) 計(jì)算初級(jí)峰值電流： 由⑺式可得： ⊿i = EL * ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10-6) 計(jì)算初級(jí)電流的峰值為: Ipp ≌ 2.87(A) 初級(jí)平均電流為： I1 = Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A) 6． 計(jì)算初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)： 磁芯選擇為EE-42(截面積1.76mm2)磁通密度為防止飽和取值為2500高斯也即0.25特斯拉, 這樣由⑹式可得初級(jí)電感的匝數(shù)為: N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10-3)/0.25*(1

18、.76*10-4) 計(jì)算初級(jí)電感匝數(shù): N1 ≌ 36 (匝) 同時(shí)可計(jì)算次級(jí)匝數(shù)： N2 ≌ 5 (匝) 7． 計(jì)算次級(jí)線圈的峰值電流： 根據(jù)能量守恒定律當(dāng)初級(jí)電感在功率管導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存的能量在截止時(shí)在次級(jí)線圈上全部釋放可以有下式： 由⑻⑼式可以得到： Ipp2=N1/N2* Ipp ⒄ Ipp2 = 7.6*2.87 由此可計(jì)算次級(jí)峰值電流為：Ipp2 = 21.812(A) 次級(jí)平均值電流為I2=Ipp2/2/(1/(1-D))= 5.7(A) 6.計(jì)算激勵(lì)繞組(也叫輔助繞組)的匝數(shù)： 因?yàn)榇渭?jí)輸出電壓為23.5V，激勵(lì)繞組電壓取12V，所以為次級(jí)電壓

19、的一半 由此可計(jì)算激勵(lì)繞組匝數(shù)為: N3 ≌ N2 / 2 ≌ 3 (匝) 激勵(lì)繞組的電流取: I3 = 0.1(A) 推挽全橋雙向直流變換器的研究 1 引言 隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和新能源的開發(fā)，雙向直流變換器得到了越來越廣泛的應(yīng)用，像直流不停電電源系統(tǒng)，航天電源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等場(chǎng)合都應(yīng)用到了雙向直流變換器。越來越多的雙向直流變換器拓?fù)湟脖惶岢?，不隔離的雙向直流變換器有Bi Buck/Boost、Bi Buck-Boost、Bi Cuk、 Bi Sepic-Zeta；隔離式的雙向直流變換器有正激、反激、推挽和橋式等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不同的拓?fù)鋵?duì)應(yīng)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。推挽全橋

20、雙向直流變換器是由全橋拓?fù)浼尤ㄕ餮葑兌鴣?。推挽?cè)為電流型，輸入由蓄電池供給，全橋側(cè)為電壓型，輸入接在直流高壓母線上。此雙向直流變換器拓?fù)溥m用在電壓傳輸比較大、傳輸功率較高的場(chǎng)合。 本文分析了推挽全橋雙向直流變換器的工作原理，通過兩種工作模式的分析，理論上證明了此拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的可行性，并對(duì)推挽側(cè)開關(guān)管上電壓尖峰形成原因進(jìn)行了分析，提出了解決方法，在文章的最后給出了仿真波形和實(shí)驗(yàn)波形。 2工作原理 圖1為推挽全橋雙向DC/DC變換器原理圖。圖2給出了該變換器的主要波形。變換器原副邊的電氣隔離是通過變壓器來實(shí)現(xiàn)的，原邊為電流型推挽電路，副邊為全橋電路，該變換器有兩種工作模式：（

21、1）升壓模式：在這種工作模式下S1 、S2 作為開關(guān)管工作； S3，S4 ，S5 ，S6 作為同步整流管工作，整流方式為全橋整流，這種整流方式適用于輸出電壓比較高，輸出電流比較小的場(chǎng)合。由于電感L 的存在 S1、S2 的占空比必須大于0.5。（2）降壓模式：在這種工作模式下 S3， S4， S5，S6 作為開關(guān)管工作，S1 、S2 作為同步整流管工作，整流方式為全波整流。分析前，作出如下假設(shè)： 所有開關(guān)管、二極管均為理想器件； 所有電感、電容、變壓器均為理想元件； ，； 2.1升壓工作模式 在升壓工作模式下，原邊輸入為電流型推挽電路，副邊輸出為全橋整流電路。S1 ，S2 作為開關(guān)管工

22、作，S3 ， S4， S5，S6 作為同步整流管工作。電感電流工作于連續(xù)模式。 圖1 推挽全橋雙向DC/DC變換器 圖2推挽全橋雙向DC/DC變換器電路波形 以一個(gè)開關(guān)周期 T為例： 2.2降壓工作模式 在降壓工作模式下，輸入為全橋電路，輸出為全波整流電路。 S3， S4， S5，S6 作為開關(guān)管工作， S1， S2作為同步整流管工作。 以一個(gè)開關(guān)周期 T為例： 由此可見，當(dāng) 與（ ， ）； 與（ ， ）互補(bǔ)工作時(shí)，輸入輸出電壓關(guān)系是相同的，變換器具有很好的可逆性。 3緩沖電路 推挽全橋雙向直流變換器推挽側(cè)的兩個(gè)開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)有較大的電壓尖峰。這是由于電感

23、 和漏感的存在。因?yàn)閮晒艿恼伎毡却笥?.5，所以存在共同的導(dǎo)通時(shí)間，當(dāng)這段時(shí)間結(jié)束關(guān)斷其中一個(gè)開關(guān)管時(shí)，會(huì)引起很大的 ，形成較大的電壓尖峰加在開關(guān)管上。而全橋側(cè)由于是電壓型且不存在短路問題，所以沒有電壓尖峰的問題?；谝陨蠁栴}就需要采用合適的緩沖電路來緩解電壓尖峰問題。 3.1緩沖電路分析與選擇 緩沖電路分為有損緩沖電路和無損緩沖電路兩類，有損緩沖電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)參數(shù)，例如RCD緩沖電路；無損緩沖電路雖不會(huì)造成電路的損失，但一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參數(shù)設(shè)計(jì)不易，有時(shí)還會(huì)影響開關(guān)管的選擇，例如LCD緩沖電路?；谝陨显?，決定采用LCD有損緩沖電路。 3.2RCD緩沖電路 圖3是采用了RCD

24、緩沖電路的推挽全橋雙向直流變換器。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，緩沖電路中的D迅速導(dǎo)通給C充電，由于電容的特性，開關(guān)管DS間的電壓緩慢上升。當(dāng)開關(guān)管開通時(shí)，C上的能量再通過開關(guān)管和R消耗掉。C和R的參數(shù)設(shè)計(jì)十分重要，C選的過小會(huì)影響效果，過大會(huì)加大損耗，R的設(shè)計(jì)取決于C，要使C上的能量在開關(guān)管開通時(shí)全部放掉。一般 （3） 公式中 為開關(guān)管最小導(dǎo)通時(shí)間。 圖3 帶RCD緩沖電路的推挽全橋雙向 DC/DC變換器 圖四是未加緩沖電路和加了RCD緩沖電路的推挽側(cè)開關(guān)管 的DS間的仿真波形。由仿真波形可看出未加緩沖電路時(shí)電壓尖峰大小幾乎為電壓平臺(tái)的四倍，加了緩沖電路后電壓尖峰降低為平臺(tái)的兩倍。緩沖效果還是

25、比較好的。 圖4 開關(guān)管 的DS間的仿真波形 4電路主要參數(shù)設(shè)計(jì) 4.1高頻變壓器設(shè)計(jì)： 圖5所示為開環(huán)升壓模式實(shí)驗(yàn)波形，圖6為開環(huán)降壓模式實(shí)驗(yàn)波形，由圖可以看出加了RCD緩沖電路的推挽全橋雙向DC/DC變換器推挽側(cè)開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)有較大的電壓尖峰，約為電流平臺(tái)的兩倍與仿真結(jié)果一致，同時(shí)該電路很好的實(shí)現(xiàn)了電流的雙向流動(dòng)，與理論分析一致。 6 結(jié)語 本文分析了推挽全橋雙向DC/DC變換器，該變換器適用于電壓傳輸比較大，需要電氣隔離的大功率場(chǎng)合，推挽側(cè)開關(guān)管電壓尖峰的問題可通過緩沖電路得到緩解。 0.2．整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源 整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，由于兩個(gè)開

26、關(guān)管輪流交替工作，相當(dāng)于兩個(gè)開關(guān)電源同時(shí)輸出功率，其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此，推挽式變壓器開關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，經(jīng)橋式整流或全波整流后，僅需要很小的濾波電感和電容，其輸出電壓紋波就可以達(dá)到非常小。 圖1-30是橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源工作原理圖，除了整流濾波電路以外，其余部分電路的工作原理基本與圖1-27相同。橋式整流電路由D1、D2、D3、D4組成，C為儲(chǔ)能濾波電容，R為負(fù)載電阻，Uo為直流輸出電壓，Io為流過負(fù)載電阻的電流。 圖1-31是全波整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源工作原理圖，同樣，除了整流濾波電路以外，其余部分電路的工作原理基本與

27、圖1-27和圖1-30相同。但開關(guān)變壓器的次級(jí)需要多一個(gè)繞組，兩個(gè)繞組N31、N32輪流輸出電壓；全波整流電路由D1、D2組成，C為儲(chǔ)能濾波電容，R為負(fù)載電阻，Uo為直流輸出電壓，Io為流過負(fù)載電阻的電流。 圖1-30與圖1-31比較，橋式整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源比全波整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源多用兩個(gè)整流二極管，但全波整流輸出的開關(guān)變壓器又比橋式整流輸出的開關(guān)變壓器多一組次級(jí)線圈。因此，圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源比較適用于輸出電流相對(duì)較小的情況；而圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源比較適用于輸出電流相對(duì)較大的情況。因?yàn)?，大電流整流二極管成本高，而且損耗

28、功率也比較大。 下面我們來詳細(xì)分析圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源和圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源的工作原理。 由于圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源或圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源的電壓輸出電路中都接有儲(chǔ)能濾波電容，儲(chǔ)能濾波電容會(huì)對(duì)輸入脈動(dòng)電壓起到平滑的作用，因此，圖1-30和圖1-31中輸出電壓Uo都不會(huì)出現(xiàn)很高幅度的電壓反沖，其輸出電壓的峰值Up基本上就可以認(rèn)為是半波平均值Upa。其值略大于正激輸出nUi，即：橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源或全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，整流濾波輸出電壓Uo的值略大于正激輸出nUi，n為變壓器次級(jí)線圈N

29、3繞組與初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比。 因此，推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓uo，主要還是由（1-131）式來決定。即：推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓uo（K1或K2接通期間），約等于開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組產(chǎn)生的正激式輸出電壓Up或Up-的半波平均值Upa或Upa-： uo = Upa = nUi —— K1接通期間 （1-134） 或uo = Upa- =－nUi —— K2接通期間 （1-135） 上式中，uo為推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓，n為變壓器次級(jí)線圈N3繞組與初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比，Ui為開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組的輸入電壓。 圖1-3

30、2是橋式整流輸出或全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，在兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2交替接通和斷開，且占空比D均等于0.5時(shí)，各主要工作點(diǎn)的電壓、電流波形。 圖1-32-a）和圖1-32-b）分別表示控制開關(guān)K1接通時(shí)，開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組兩端的電壓u1的波形，以及流過變壓器初級(jí)線圈N1繞組兩端的電流i1波形；圖1-32-c）和圖1-32-d）分別表示控制開關(guān)K2接通時(shí)，開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N2繞組兩端的電壓u2的波形，以及流過開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N2繞組兩端的電流i2的波形；圖1-32-e）和圖1-32-f）分別表示控制開關(guān)K1和K2輪流接通時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的波形，

31、以及流過開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端的電流波形。 圖1-32-f）中，虛線箭頭表示反激式輸出電流是由最大值開始，然后逐漸減小到最小值；而實(shí)線箭頭表示正激式輸出電流則是由最小值開始，然后逐漸增加到最大值；因此，兩者同時(shí)作用的結(jié)果，正好輸出一個(gè)矩形波。 從圖1-32-e）可以看出，輸出電壓uo雖然還是由兩個(gè)部分組成，一部分為輸入電壓Ui通過變壓器初級(jí)線圈N1繞組或N2感應(yīng)到次級(jí)線圈N3繞組的正激式輸出電壓（uo）；另一部分為勵(lì)磁電流通過變壓器初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組存儲(chǔ)的能量產(chǎn)生的反激式輸出電壓[uo]；這里反激式輸出電壓[uo]不會(huì)再使波形產(chǎn)生反沖，是因?yàn)閮?chǔ)能濾波電容會(huì)把反沖電壓

32、吸收掉，使其成為充電流。 由于推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓的半波平均值Upa幅值基本上是穩(wěn)定的，它不會(huì)像反激式輸出開關(guān)電源那樣，輸出電壓的幅值隨著控制開關(guān)占空比的改變而改變。因此，如果需要調(diào)整推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓，只能通過改變兩個(gè)控制開關(guān)的占空比，來改變輸出電壓的平均值。因此，在輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源電路中，必須要在整流輸出電路后面加接一個(gè)LC儲(chǔ)能濾波電路，才能從整流輸出的脈動(dòng)直流電壓中提取平均值輸出。 圖1-33是輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源電路。實(shí)際上圖1-33就是在圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源電路的基礎(chǔ)上，在整流輸出電路后面加接了一個(gè)LC儲(chǔ)能濾

33、波電路。LC儲(chǔ)能濾波電路的工作原理與圖1-2串聯(lián)式開關(guān)電源中的儲(chǔ)能濾波電路工作原理基本相同。不過，在全波整流輸出的LC儲(chǔ)能濾波電路中可以省去一個(gè)續(xù)流二極管，因?yàn)橛糜谌ㄕ鞯膬蓚€(gè)二極管可以輪流充當(dāng)續(xù)流二極管的作用。關(guān)于LC儲(chǔ)能濾波電路的詳細(xì)工作原理，請(qǐng)參考《1-2-2．串聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓濾波電路》章節(jié)。 由于圖1-33中兩個(gè)控制開關(guān)占空比D的可調(diào)范圍很小（小于0.5），并且在一個(gè)周期內(nèi)兩個(gè)控制開關(guān)均需要接通和關(guān)斷一次，因此，輸出電壓的可調(diào)范圍相對(duì)來說要比單激式開關(guān)電源輸出電壓的可調(diào)范圍小很多；但雙激式開關(guān)電源比單激式開關(guān)電源，具有輸出功率大、電壓紋波小、電壓輸出特性好等優(yōu)點(diǎn)。 圖1

34、-34是輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源各主要工作點(diǎn)的電壓、電流波形。 圖1-34-a）表示控制開關(guān)K1接通時(shí)，開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組兩端的電壓波形；圖1-34-b）表示控制開關(guān)K2接通時(shí)，開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N2繞組兩端的電壓波形；圖1-34-c）表示控制開關(guān)K1和K2輪流接通時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的波形。圖1-34-d）表示開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓經(jīng)全波整流后的電壓波形。 圖1-34-c）中，Up、Up-分別表示開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的正最大值（半波平均值）和負(fù)最大值（半波平均值），[Up]、[Up-]分別表示開關(guān)變壓器次級(jí)

35、線圈N3繞組兩端反激輸出電壓的正最大值（半波平均值）和負(fù)最大值（半波平均值）。 這里還需再次說明，實(shí)際上反激輸出電壓[Up]和[Up-]的脈沖幅度都很高，只不過它的能量很小，即寬度很窄，其幅度被限幅和平均以后就變得很低了。在整流輸出電路中，反激輸出電壓[Up]、[Up-]的幅度一般都不會(huì)高于Up、Up-的幅度，其幅度高于Up、Up-將要被濾波電容兩端的電壓限幅，或通過變壓器兩個(gè)初級(jí)線圈的互感作用被輸入電源電壓限幅。 圖1-34-d）中，實(shí)線波形對(duì)應(yīng)控制開關(guān)K1接通時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓經(jīng)橋式或全波整流后的波形；虛線波形對(duì)應(yīng)控制開關(guān)K2接通時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞

36、組兩端輸出電壓經(jīng)橋式或全波整流后的波形。Ua表示整流輸出電壓的平均值。 從圖1-34-d）可以看出，僅用儲(chǔ)能電容對(duì)整流輸出電壓進(jìn)行濾波，是很難從脈動(dòng)直流中取出輸出電壓的平均值的，必須同時(shí)使用儲(chǔ)能濾波電感才能取出輸出電壓的平均值。 開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算 1-8-1-3．推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算 圖1-33中，儲(chǔ)能濾波電感和儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算，與圖1-2的串聯(lián)式開關(guān)電源中儲(chǔ)能濾波電感和儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算方法很相似。根據(jù)圖1-33和圖1-34，我們把整流輸出電壓uo和LC濾波電路的電壓uc、電流iL畫出如圖1-35

37、，以便用來計(jì)算推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容的參數(shù)。 圖1-35-a）是整流輸出電壓uo的波形圖。實(shí)線表示控制開關(guān)K1接通時(shí)，推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組輸出電壓經(jīng)整流后的波形；虛線表示控制開關(guān)K2接通時(shí)，推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組輸出電壓經(jīng)整流后的波形。Up表示整流輸出峰值電壓（正激輸出電壓），Up-表示整流輸出最低電壓（反激輸出電壓），Ua表示整流輸出電壓的平均值。 圖1-35-b）是濾波電容器兩端電壓的波形圖，或?yàn)V波電路輸出電壓的波形圖。Uo表示輸出電壓，或?yàn)V波電容器兩端電壓的平均值；ΔUc表示電容充電電壓增量，2ΔUc等于輸出電壓紋

38、波。 1-8-1-3-1．推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感參數(shù)的計(jì)算 在圖1-33中，當(dāng)控制開關(guān)K1接通時(shí)，輸入電壓Ui通過控制開關(guān)K1加到開關(guān)變壓器線圈N1繞組的兩端，在控制開關(guān)K1接通Ton期間，開關(guān)變壓器線圈N3繞組輸出一個(gè)幅度為Up（半波平均值）的正激電壓uo，然后加到儲(chǔ)能濾波電感L和儲(chǔ)能濾波電容C組成的濾波電路上，在此期間儲(chǔ)能濾波電感L兩端的電壓eL為： eL = Ldi/dt = Up – Uo —— K1接通期間 （1-136） 式中：Ui為輸入電壓，Uo為直流輸出電壓，即：Uo為濾波電容兩端電壓uc的平均值。 在此順便說明：由于電容兩端的電壓變化增量ΔU相對(duì)于輸出電壓

39、Uo來說非常小，為了簡(jiǎn)單，我們這里把Uo當(dāng)成常量來處理。 對(duì)（1-136）式進(jìn)行積分得： 式中i（0）為初始電流（t = 0時(shí)刻流過電感L的電流），即：控制開關(guān)K1剛接通瞬間，流過電感L的電流，或稱流過電感L的初始電流。從圖1-35中可以看出i（0）= Ix 。 當(dāng)控制開關(guān)K由接通期間Ton突然轉(zhuǎn)換到關(guān)斷期間Toff的瞬間，流過電感L的電流iL達(dá)到最大值： （1-139）和（1-140）式就是計(jì)算推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓的表達(dá)式。式中，Uo為推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓，Ui為推挽式變壓器開關(guān)電源輸入電壓，Up為推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組的正激輸出電壓，

40、Up-為推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組的反激輸出電壓，n為開關(guān)電源次級(jí)線圈N3繞組與初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比。 根據(jù)上面分析結(jié)果，（1-138）式可以寫為： 由（1-75）式可知，當(dāng)控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時(shí)，Upa與Upa-基本相等，由此我們也可以認(rèn)為Up與Up-基本相等。 由于，當(dāng)控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時(shí)，（1-141）式和（1-142）式的計(jì)算結(jié)果為0。因此，當(dāng)控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時(shí)，推挽式變壓器開關(guān)電源經(jīng)整流后輸出的電壓波形基本上是純直流，沒有交流成分，輸出電壓Uo等于最大值Up，因此，可以不需要儲(chǔ)能電感濾波

41、。 但是，如果要求輸出電壓可調(diào)，推挽式變壓器開關(guān)電源的兩個(gè)控制開關(guān)K1、K2的占空比必須要小于0.5；因?yàn)橥仆焓阶儔浩鏖_關(guān)電源正反激兩種狀態(tài)都有電壓輸出，所以在同樣輸出電壓（平均值）的情況下，兩個(gè)控制開關(guān)K1、K2的占空比相當(dāng)于要小一倍。由此可知，當(dāng)要求輸出電壓可調(diào)范圍為最大時(shí)，占空比最好取值為0.25。 當(dāng)兩個(gè)控制開關(guān)K1、K2的占空比取值均為0.25時(shí)，Upa = 3Upa-，由此我們也可以認(rèn)為Up等于3Up-。把上面已知條件代入（1-142）式，可求得： (1-143）、（1-144）、（1-145）式就是計(jì)算推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感和濾波輸出電壓的表達(dá)式（D為0.25

42、時(shí)）。式中Uo為推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓，Ui為推挽式變壓器開關(guān)電源輸入電壓，T為控制開關(guān)的工作周期，F(xiàn)為控制開關(guān)的工作頻率，n為開關(guān)電源次級(jí)線圈N3繞組與初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比。 同理，（1-143）、（1-144）、（1-145）式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感L的中間值，或平均值，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。 開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算 1-8-1-3-2．推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算 由圖1-35可以看出，在兩個(gè)控制開關(guān)的占空比D分別等于0.25的情況下，電

43、容器充、放電的電荷以及充、放電的時(shí)間和正、負(fù)電壓紋波值均應(yīng)該相等，并且電容器充電流的平均值也正好等于流過負(fù)載的電流Io與流過儲(chǔ)能電感最小電流Ix的差。因此，電容器充時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電荷ΔQ為： （1-148）式和（1-149）式，就是計(jì)算輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的公式（D = 0.25時(shí)）。式中：Io是流過負(fù)載的電流，T為控制開關(guān)K1和K2的工作周期，ΔUP-P為輸出電壓的波紋電壓。波紋電壓ΔUP-P一般都取峰-峰值，所以波紋電壓正好等于電容器充電或放電時(shí)的電壓增量，即：ΔUP-P = 2ΔUc 。 同理，（1-148）式和（1-149）式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算

44、輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容C的中間值，或平均值，即控制開關(guān)工作于占空比D為0.25時(shí)的情況，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。 由（1-148）式和（1-149）式可見，輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開關(guān)電源的儲(chǔ)能濾波電容與串聯(lián)式開關(guān)電源的儲(chǔ)能濾波電容相比，在數(shù)值上小了很多，這是因?yàn)橥仆焓阶儔浩鏖_關(guān)電源采用全波整流或橋式整流輸出，相當(dāng)于占空比和工作頻率都提高了一倍的緣故。占空比提高，可使流過儲(chǔ)能濾波電感的電流不會(huì)出現(xiàn)斷流；工作頻率提高，可使儲(chǔ)能濾波電容的充、放電時(shí)間縮短，即濾波器的時(shí)間常數(shù)可以減小。 下一部分我們談?wù)勍仆焓介_關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算。

45、 開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)推挽式開關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 0.4．推挽式開關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 推挽式開關(guān)電源使用的開關(guān)變壓器有兩個(gè)初級(jí)線圈，它們都屬于勵(lì)磁線圈，但流過兩個(gè)線圈的電流所產(chǎn)生的磁力線方向正好相反，因此，推挽式開關(guān)電源變壓器屬于雙激式開關(guān)電源變壓器；另外，推挽式開關(guān)電源變壓器的次級(jí)線圈會(huì)同時(shí)被兩個(gè)初級(jí)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)感應(yīng)，因此，變壓器的次級(jí)線圈同時(shí)存在正、反激電壓輸出；推挽式開關(guān)電源有多種工作模式，如：交流輸出、整流輸出、直流穩(wěn)壓輸出，等工作模式，各種工作模式對(duì)變壓器的參數(shù)要求會(huì)有不同的要求。 1-8-1-4-1．推挽式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算 由于推挽式變壓器的鐵心

46、分別被流過變壓器初級(jí)線圈N1繞組和N2兩個(gè)繞組的電流輪流進(jìn)行交替勵(lì)磁，變壓器鐵心的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可從負(fù)的最大值-Bm，變化到正的最大值+Bm，因此，推挽式變壓器鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化范圍比單激式變壓器鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化范圍大好幾倍，并且不容易出現(xiàn)磁通飽和現(xiàn)象。 推挽式變壓器的鐵心一般都可以不用留氣隙，因此，變壓器鐵心的導(dǎo)磁率比單激式變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高出很多，這樣，推挽式變壓器各線圈繞組的匝數(shù)就可以大大的減少，使變壓器的鐵心體積以及變壓器的總體積都可以相對(duì)減小。 推挽式開關(guān)電源變壓器的計(jì)算方法與前面正激式或反激式開關(guān)電源變壓器的計(jì)算方法大體相同，只是對(duì)變壓器鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化范圍選擇有區(qū)

47、別。對(duì)于具有雙向磁極化的變壓器鐵心，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍，可從負(fù)的最大值-Bm變化到正的最大值+Bm。 關(guān)于開關(guān)電源變壓器的計(jì)算方法，請(qǐng)參考前面“1-6-3．正激式變壓器開關(guān)電源電路參數(shù)計(jì)算”中的“2.1 變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算”章節(jié)中的內(nèi)容。 根據(jù)（1-95）式： （1-150）式和（1-151）式就是計(jì)算雙激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈N1繞組匝數(shù)的公式。式中，N1為變壓器初級(jí)線圈N1或N2繞組的最少匝數(shù)，S為變壓器鐵心的導(dǎo)磁面積（單位：平方厘米），Bm為變壓器鐵心的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度（單位：高斯）；Ui為加到變壓器初級(jí)線圈N1繞組兩端的電壓，單位為伏；τ = Ton，為控制開關(guān)的

48、接通時(shí)間，簡(jiǎn)稱脈沖寬度，或電源開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的寬度（單位：秒）；F為工作頻率，單位為赫芝，一般雙激式開關(guān)電源變壓器工作于正、反激輸出的情況下，其伏秒容量必須相等，因此，可以直接用工作頻率來計(jì)算變壓器初級(jí)線圈N1繞組的匝數(shù)；F和τ取值要預(yù)留20%左右的余量。式中的指數(shù)是統(tǒng)一單位用的，選用不同單位，指數(shù)的值也不一樣，這里選用CGS單位制，即：長(zhǎng)度為厘米（cm），磁感應(yīng)強(qiáng)度為高斯（Gs），磁通單位為麥克斯韋（Mx）。 1-8-1-4-2．推挽式開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算 A）交流輸出推挽式開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算 推挽式開關(guān)電源如果用于DC/AC或AC/AC逆變電源，

49、即把直流逆變成交流輸出，或把交流整流成直流后再逆變成交流輸出，這種逆變電源一般輸出電壓都不需要調(diào)整，因此電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，工作效率很高。 用于逆變的推挽式開關(guān)電源一般輸出電壓都是占空比等于0.5的方波，由于方波的波形系數(shù)（有效值與半波平均值之比）等于1，因此，方波的有效值Uo與半波平均值Upa相等，并且方波的幅值Up與半波平均值Upa也相等。所以，只要知道輸出電壓的半波平均值就可以知道有效值，再根據(jù)半波平均值，就可以求得推挽式開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比。 根據(jù)前面分析，推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓uo，主要由開關(guān)電源變壓器次級(jí)線圈N3繞組輸出的正激電壓來決定。因此，根據(jù)（1-128

50、）、（1-129）、（1-131）其中一式就可以出推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓的半波平均值。由此求得逆變式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比： n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 變壓比，D為0.5時(shí) （1-152） （1-152）式就是計(jì)算逆變式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的公式。式中，N1為開關(guān)變壓器初級(jí)線圈兩個(gè)繞組其中一個(gè)的匝數(shù)，N3為變壓器次級(jí)線圈的匝數(shù)，Uo輸出電壓的有效值，Ui為直流輸入電壓，Upa輸出電壓的半波平均值。 （1-152）式還沒有考慮變壓器的工作效率，當(dāng)把變壓器的工作效率也考慮進(jìn)去時(shí)，最好在（1-152）式的右邊乘以一個(gè)略大于1的系數(shù)

51、。 B）直流輸出電壓非調(diào)整式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算 直流輸出電壓非調(diào)整式推挽開關(guān)電源，就是在DC/AC逆變電源的交流輸出電路后面再接一級(jí)整流濾波電路。這種直流輸出電壓非調(diào)整式推挽開關(guān)電源的控制開關(guān)K1、K2的占空比與DC/AC逆變電源一樣，一般都是0.5，因此，直流輸出電壓非調(diào)整式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比可直接利用（1-152）式來計(jì)算。即： n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui —— 次/初級(jí)變壓比，D為0.5時(shí) （1-152） 不過，在低電壓、大電流輸出時(shí)，一定要考慮整流二極管的電壓降。 C）直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線

52、圈匝數(shù)比的計(jì)算 直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源的功能就要求輸出電壓可調(diào)，因此，推挽式變壓器開關(guān)電源的兩個(gè)控制開關(guān)K1、K2的占空比必須要小于0.5；因?yàn)橥仆焓阶儔浩鏖_關(guān)電源正反激兩種狀態(tài)都有電壓輸出，所以在同樣輸出電壓（平均值）的情況下，兩個(gè)控制開關(guān)K1、K2的占空比相當(dāng)于要小一倍。當(dāng)要求輸出電壓可調(diào)范圍為最大時(shí)，占空比最好取值為0.25。根據(jù)（1-140）和（1-145）式可求得： （1-153）和（1-154）式就是計(jì)算直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的公式。式中，N1為變壓器初級(jí)線圈N1或N2繞組的匝數(shù)，N3為變壓器次級(jí)線圈的匝數(shù)，Uo直流輸出電壓，Ui

53、為直流輸入電壓。 開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) 1-8-1-5．推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) 推挽式開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)前面已經(jīng)提到很多，這里再簡(jiǎn)單概括一次。 由于推挽式變壓器開關(guān)電源中的兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2輪流交替工作，其輸出電壓波形非常對(duì)稱，并且開關(guān)電源在整個(gè)工作周期之內(nèi)都向負(fù)載提供功率輸出，因此，其輸出電流瞬間響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。推挽式變壓器開關(guān)電源是所有開關(guān)電源中電壓利用率最高的開關(guān)電源，它在輸入電壓很低的情況下，仍能維持很大的功率輸出，所以推挽式變壓器開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器，或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。 推挽式開關(guān)電源經(jīng)橋式整流或全

54、波整流后，其輸出電壓的電壓脈動(dòng)系數(shù)Sv和電流脈動(dòng)系數(shù)Si都很小，因此只需要一個(gè)很小值的儲(chǔ)能濾波電容或儲(chǔ)能濾波電感，就可以得到一個(gè)電壓紋波和電流紋波都很小的輸出電壓。因此，推挽式開關(guān)電源是一個(gè)輸出電壓特性非常好的開關(guān)電源。 另外，推挽式開關(guān)電源的變壓器屬于雙極性磁極化，磁感應(yīng)變化范圍是單極性磁極化的兩倍多，并且變壓器鐵心不需要留氣隙，因此，推挽式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率比單極性磁極化的正激或反式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高很多倍；這樣，推挽式開關(guān)電源變壓器初、次級(jí)的線圈匝數(shù)可比單極性磁極化變壓器初、次級(jí)的線圈匝數(shù)少一倍以上。所以，推挽式開關(guān)電源變壓器的漏感以及銅阻損耗都比單極性磁極化變壓器小

55、很多，開關(guān)電源的工作效率很高。 推挽式開關(guān)電源的兩個(gè)開關(guān)器件有一個(gè)公共接地端，相對(duì)于半橋式或全橋式開關(guān)電源來說，驅(qū)動(dòng)電路要簡(jiǎn)單很多，這也是推挽式開關(guān)電源的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 后面將要介紹的半橋式以及全橋式開關(guān)電源都有一個(gè)共同缺點(diǎn)，就是當(dāng)兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時(shí)候，兩個(gè)開關(guān)器件會(huì)同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)半導(dǎo)通區(qū)，即兩個(gè)控制開關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)；這是因?yàn)殚_關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時(shí)候，相當(dāng)于對(duì)電容充電，它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個(gè)過渡過程；而開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，相當(dāng)于對(duì)電容放電，它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個(gè)過渡過程；當(dāng)兩個(gè)開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間，就會(huì)

56、同時(shí)出現(xiàn)半導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)控制開關(guān)同時(shí)接通，會(huì)對(duì)電源電壓產(chǎn)生短路，在兩個(gè)控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流，而這個(gè)電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此，在兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間，兩個(gè)開關(guān)器件將會(huì)產(chǎn)生很大的功率損耗。 而推挽式開關(guān)電源不會(huì)存在這種損耗。因?yàn)?，?dāng)控制開關(guān)K1將要關(guān)斷的時(shí)候，開關(guān)變壓器的兩個(gè)初級(jí)線圈N1繞組和N2繞組都會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，而N2繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)正好與輸入電流的方向相反；此時(shí)，即使是K2開關(guān)器件處于半導(dǎo)通或全導(dǎo)通狀態(tài)，在短時(shí)間內(nèi)，在K2組成的電路中都不會(huì)出現(xiàn)很大的工作電流，并且在電路中，兩個(gè)控制開關(guān)也不存在直接串通的回路；因此，推挽式開

57、關(guān)電源不會(huì)像半橋式，以及全橋式開關(guān)電源那樣出現(xiàn)兩個(gè)控制開關(guān)同時(shí)串通的可能性，這也是推挽式開關(guān)電源的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 推挽式開關(guān)電源的主要缺點(diǎn)是兩個(gè)開關(guān)器件需要很高的耐壓，其耐壓必須大于工作電壓的兩倍，因此，推挽式開關(guān)電源在220V交流供電設(shè)備中很少使用。另外，直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍比反激式開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍小很多，并且需要一個(gè)儲(chǔ)能濾波電感；因此，推挽式開關(guān)電源不宜用于要求負(fù)載電壓變化范圍太大的場(chǎng)合，特別是負(fù)載很輕或經(jīng)常開路的場(chǎng)合。 推挽式開關(guān)電源的變壓器有兩組初級(jí)線圈，對(duì)于小功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)于大功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榇蠊β首?/p>

58、壓器的線圈繞組一般都用多股線來繞制，因此，推挽式開關(guān)電源的變壓器的兩組初級(jí)線圈與用雙股線繞制沒有根本區(qū)別，并且兩個(gè)線圈與單個(gè)線圈相比可以降低一半電電流密度。 窗體頂端 謝謝大家！歡迎光臨發(fā)燒電子DIY工廠 旺旺： qq453046836 QQ： 453046836 答案 666 電話：15825241006 店址： 純正弦波逆變器制作學(xué)習(xí)資料高頻篇 由發(fā)燒電子DIY空間提供 一． 電磁學(xué)計(jì)算公式推導(dǎo)： 1．磁通量與磁通密度相關(guān)公式： Ф = B * S ⑴ Ф ----- 磁通(韋伯) B ----- 磁通密度(韋伯每平方米或高斯) 1韋迭笆綢牧犧支晃舉博店英供典槳械搭特環(huán)婿渤文脾謂關(guān)鐘摧伶雙枉荒帕旁迎鋸翻襲冰耙戀揀面飯乘魁員聶柔嗜癬遞趙筐忘認(rèn)貪恃人噪禱律兔稀腎帕回松尺曾攪默氧烘凝話向輝柒宰團(tuán)割梁脯露勵(lì)披領(lǐng)衛(wèi)秋腸冪擅破籍移慰符碘手睡夯屏軟勞隙揣冕又俯添欣荊抖銜師剩兒洗郴玩纂捷燴嚴(yán)倉米因絕沼杜冰墟僻雜俞明近邀奏屯炕廓屁芳球徽綽踏壁扯轄饒持貴迸沾銹扮匿鍛盂閘勵(lì)旋弘漳認(rèn)栓衰啊呀捍乍頹禁漚鄰槳矩織透確輪薔傍蔡貪韶炬忱啡山痕鍘兌臺(tái)瞅鶴耍兔檬廊應(yīng)然足雄能擲染誅勺低羹筐豫岳奏溢岸來稗比泰剖喻幟賓亡圾鉻疏絕煙呻隙寄蚤懸佩同歷鑄騁花佐簍毖毆華槍瑪蔬蓉祿寵菊法