回掃變壓器

回掃變壓器的寫法

回掃變壓器介紹

回掃變壓器又成為反激變壓器，是加入了反激電路，從而使輸入電壓和負(fù)載范圍擴(kuò)大的變壓器。

特點(diǎn)

回掃變壓器具有成本低、設(shè)計(jì)簡單、效率高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于100W以下至150W電源。與其它具有類似拓樸結(jié)構(gòu)的電路相比，回掃變壓器還具有隔離主副級(jí)的特點(diǎn)，并可提供多輸出，以及為輸出選擇正負(fù)電壓。

參數(shù)

下列方程常用于確定回掃變壓器，隨即用一個(gè)典型的設(shè)計(jì)示例解釋如何使用這些方程。

令V=Ldj/dt,Vin,min=(LpIppf)/(σmax)

其中，Vin=輸入電壓,V

Lp=初級(jí)線圈電感,mH

Ipp=峰值電流,A

σmax=占空比,μs

f=開關(guān)頻率,kHz

對(duì)間斷模式而言，

電源輸出=1/2*Lp*Ipp*f

Ipp=(2Pout)/(Vin,min*σmax)

如上所述，回掃變壓器的調(diào)節(jié)是通過PWM完成的。如果變壓器Vin電壓從Vin,min增大到Vin,max，那么

σmin=(σmax)/((1-σmax)C+σmax)

這里C=Vin,max/Vin,min

由于Ipp是已知的，

Lp=(Vin,min*σmax)/(Ipp*f)

盡管設(shè)計(jì)者需要依靠選擇鐵心材料的經(jīng)驗(yàn)，這僅會(huì)提供近似結(jié)果。下列公式可提高估計(jì)結(jié)果。

Ac*Ae=(((6.33*4)*Lp*Ipp*D)*10~8)/Bmax.

這里Ac=線圈面積cm

Ae=鐵心有效面積,cm

Bmax=Bsat/2,Gauss.可向鐵心制造商咨詢有關(guān)材料、損耗-頻率等信息。

D=導(dǎo)線直徑,英寸

由于回掃變壓器采用單端配置，僅使用一半通量配置，所以必須為回掃變壓器計(jì)算空氣間隙。這樣會(huì)導(dǎo)致鐵心飽和。

Gap(cm)=lg=((0.4*Π*Lp*Ipp)*108)/(Ae*Bmax)

當(dāng)空氣間隙長度確定后，主級(jí)和次級(jí)線圈的圈數(shù)也可以確定。

Npri=(Bmax*lg)/(.4*Π*Ipp)

Nsec=(Np(Vp+Vd)(1-σmax))/(Vin,min*σmax)

下面的示例是介紹如何設(shè)計(jì)間斷模式的回掃變壓器?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)利用PFC(功率因子校正)，在整流后立即定位。通常采用提升拓樸用于動(dòng)態(tài)特性和輸入電壓范圍。本示例不涉及PFC。

設(shè)計(jì)參數(shù)

Vinput=85至132VAC

Voutput=5VDC@10A=50瓦

頻率=100kHz

假設(shè)σmax=.45

定義

回掃是一種電路的架構(gòu)方式，又叫反激?；貟咦儔浩骶褪菓?yīng)用了回掃電路的變壓器。

原理

當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，能量都存儲(chǔ)在主級(jí)(在鐵心材料)內(nèi)。如圖1所示，二極管和變壓器的極點(diǎn)放置的位置是為了使開關(guān)打開時(shí)，能量不會(huì)傳輸?shù)截?fù)載端。當(dāng)開關(guān)閉合后，因?yàn)榇艌?chǎng)消失，則變壓器線圈的極性反轉(zhuǎn)，輸出整流器導(dǎo)通，存儲(chǔ)在鐵心材料內(nèi)的能量會(huì)傳輸?shù)截?fù)載上。這種過程會(huì)一直持續(xù)直到能量耗盡或開關(guān)再次打開。

圖1.

回掃調(diào)節(jié)器在間斷或連續(xù)模式下都可運(yùn)行。工作在間斷模式時(shí)(見圖2)，當(dāng)FET開啟或關(guān)閉，鐵心材料內(nèi)存儲(chǔ)的能量會(huì)在回掃期間完全耗盡。工作在連續(xù)模式時(shí)，(參見圖3)FET會(huì)在鐵心材料耗盡回掃能量之前開啟?；貟咦儔浩鞯木唧w工作模式與負(fù)載和輸入電壓相關(guān)。

圖2.

設(shè)計(jì)者需要考慮到低壓下的負(fù)載，其中包括回掃工作范圍的所有條件，這是因?yàn)樽儔浩鲿?huì)在不同周期之間關(guān)閉(間斷模式)，并等待負(fù)載滿足功率傳遞的容量。這是回掃最主要的特點(diǎn)，輸入電壓和負(fù)載的調(diào)節(jié)范圍大。

圖3.