開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載二十九）

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)。