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[導(dǎo)讀]圖1-33中,儲能濾波電感和儲能濾波電容參數(shù)的計算,與圖1-2的串聯(lián)式開關(guān)電源中儲能濾波電感和儲能濾波電容參數(shù)的計算方法很相似。根據(jù)圖1-33和圖1-34,我們把整流輸出電壓u

圖1-33中,儲能濾波電感和儲能濾波電容參數(shù)的計算,與圖1-2的串聯(lián)式開關(guān)電源中儲能濾波電感和儲能濾波電容參數(shù)的計算方法很相似。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,以便用來計算推挽式變壓器開關(guān)電源儲能濾波電感、電容的參數(shù)。

 

 

圖1-35-a)是整流輸出電壓uo的波形圖。實線表示控制開關(guān)K1接通時,推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級線圈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,推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級線圈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,或濾波電路輸出電壓的波形圖。Uo表示輸出電壓,或濾波電容器兩端電壓的平均值;ΔUc表示電容充電電壓增量,2ΔUc等于輸出電壓紋波。

1-8-1-3-1.推挽式變壓器開關(guān)電源儲能濾波電感參數(shù)的計算

在圖1-33中,當控制開關(guān)K1接通時,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繞組輸出一個幅度為Up(半波平均值)的正激電壓uo,然后加到儲能濾波電感L和儲能濾波電容C組成的濾波電路上,在此期間儲能濾波電感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相對于輸出電壓Uo來說非常小,為了簡單,我們這里把Uo當成常量來處理。

對(1-136)式進行積分得:

 

 

式中i(0)為初始電流(t = 0時刻流過電感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達到最大值:

 

 

(1-139)和(1-140)式就是計算推挽式變壓器開關(guān)電源輸出電壓的表達式。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)變壓器次級線圈N3繞組的正激輸出電壓,Up-為推挽式變壓器開關(guān)電源開關(guān)變壓器次級線圈N3繞組的反激輸出電壓,n為開關(guān)電源次級線圈N3繞組與初級線圈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,當控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時,Upa與Upa-基本相等,由此我們也可以認為Up與Up-基本相等。

由于,當控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時,(1-141)式和(1-142)式的計算結(jié)果為0。因此,當控制開關(guān)K1、K2的占空比均為0.5時,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,可以不需要儲能電感濾波。

但是,如果要求輸出電壓可調(diào),推挽式變壓器開關(guān)電源的兩個控制開關(guān)K1、K2的占空比必須要小于0.5;因為推挽式變壓器開關(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,兩個控制開關(guān)K1、K2的占空比相當于要小一倍。由此可知,當要求輸出電壓可調(diào)范圍為最大時,占空比最好取值為0.25。

當兩個控制開關(guān)K1、K2的占空比取值均為0.25時,Upa = 3Upa-,由此我們也可以認為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)式就是計算推挽式變壓器開關(guān)電源儲能濾波電感和濾波輸出電壓的表達式(D為0.25時)。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)電源次級線圈N3繞組與初級線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比。

同理,(1-143)、(1-144)、(1-145)式的計算結(jié)果,只給出了計算推挽式變壓器開關(guān)電源儲能濾波電感L的中間值,或平均值,對于極端情況可以在平均值的計算結(jié)果上再乘以一個大于1的系數(shù)。

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