关于单端反激式变压器的三个设计公式
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摘要:对三个设计公式的不同表述形式,进行分析和必要的推导,弄清其关系及正确与否。
关键词:初级(临界)电感磁芯气隙初级绕组设计公式
设计变压器离不开公式,有时发现几本著作的表述不完全一样。这就使一些刚入门的设计人员,无所适从,摸不着头脑。不同的表述,有的是所采用的参数不同,实际结果是一样的。但是,也有却是错的,不宜采用。
现在,就以本人手头的三本书中,关于开关电源单端反激式变压器的三个主要的设计公式:求初级(临界)电感、计算磁心气隙和求初级绕组匝数,对它们的不同表述进行分析和必要的推导。
这三本书为:《电子变压器手册》《现代高频开关电源实用技术》和《集成开关电源的设计制作调试与维修》(以下分别简写、。为手册、技术和制作。)
第一组公式:求初级(临界)电感
①手册p387
②技术p76
③制作p108
第二组公式:计算磁心气隙
④手册p388
⑤技术p75
⑥技术p75
f⑦制作p109
第三组公式:求初级绕组匝数
⑧手册p389
⑨技术p77
⑩制作p109
由于对各参数的单位进行了统一,上列各公式与原文相比作了一些变动。
各参数的单位如下:Up1、Up2、E、Vi、VoV,Tμs,PW,BGs,RLΩ,gcm,IpA,AL
HN2,LpμH。
公式中参数关系有:
ETo
VoToff,EViUp1,VoUp2。其中E、Vi、Up1指输入直流电压减去电路压降。
公式计算均忽略了变压器效率。
现在,先对第一组公式进行分析和推导。
根据
可以得到:
(11)
根据2PoTLpIp2可以得到
,(12)
由(11)可知:
LpIpViδTViTo
,(13)
由(12)和(13)可以得到:
,(14)
f将(14)代入(11):
,(15)
用E、D取代Vi、δ即为公式②右端。
将PoVo2RL代入(15)于是有:
分子分母均乘以T得到:
16
用E取代Vi即为公式②中部。
比较①、②两式,可以发现,只要证明
就说明两公式一致。
Up1、Up2分别用E、Vo代替。将
ETo
VoToff代入:
。
第二组公式中,可以明显看出④与⑦两式中,必有一个是错的。分子一样而分母中一为ΔBm,一为Bm2。
f在⑥式的括号中:
与
两者是有区别的。否则两者相减就等于0。
AL是指磁心无气隙时的电感系数,而Lp则为有气隙时的电感值。
磁心开气隙后的磁路有效长度
e
cμr
(21)
c磁心磁路长度,μr相对磁导率。
将(21)移项后,可以得到:
μr
e
c再移项后,可以得到
,(22)
,(23)
将(23)移项后,可以得到:
,r