開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載五十四）

2-1-1-5.雙激式開關(guān)電源變壓器伏秒容量與初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算

在圖2-7中，對(duì)于雙激式開關(guān)電源變壓器，每輸入一個(gè)交流脈沖電壓，除了第一個(gè)輸入脈沖的磁通密度變化范圍是從0到最大值Bm以外，其余輸入脈沖，磁通密度的變化范圍都是從負(fù)的最大值-Bm到正的最大值Bm ，或從正的最大值Bm到負(fù)的最大值-Bm ，即：每輸入一個(gè)交流脈沖電壓，磁通密度的增量ΔB都是最大磁通密度Bm的2倍(2Bm)。

因此，把這個(gè)結(jié)果代入(2-13)和(2-14)式，即可求得：

(2-17)和(2-18)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繞組的最少匝數(shù)，S為變壓器鐵芯的導(dǎo)磁面積(單位：平方厘米)，Bm為變壓器鐵芯的最大磁通密度(單位：高斯)，τ為脈沖寬度，或電源開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的寬度(單位：秒)，E為脈沖電壓的幅度，即開關(guān)電源的工作電壓幅度，單位為伏，F(xiàn)為開關(guān)電源的工作頻率，單位赫茲。

同樣，我們把(2-17)式中的輸入脈沖電壓幅度E與脈沖寬度τ的乘積定義為變壓器的伏秒容量，用US來(lái)表示(單位：伏秒)，即：US = E×τ 。

這里還需指出，使用(2-17)和(2-18)式計(jì)算雙激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈N1繞組的匝數(shù)是有條件的，條件就是輸入交流脈沖電壓正、負(fù)半周的伏秒容量Us必須相等。如果不相等(2-17)和(2-18)式中的磁通密度增量ΔB就不能用2Bm來(lái)表示，而應(yīng)該用Bm和-Bm這兩個(gè)實(shí)際變量的差值，即：ΔB = Bm-(-Bm)，這里姑且把Bm和-Bm都看成是變量更合適。

把(2-17)式和(2-18)式與(2-16)式進(jìn)行對(duì)比很容易看出，在變壓器鐵芯的導(dǎo)磁面積以及輸入電壓幅度完全相等的條件下，雙激式開關(guān)電源變壓器鐵芯中的磁通密度變化范圍要比單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯中的磁通密度變化范圍大很多;或者在伏秒容量完全相等的條件下，雙激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)要比單激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)少很多。因此，用于雙激式開關(guān)電源變壓器，一般都不需要在其變壓器鐵芯中留氣隙。

在(2-17)和(2-18)式中，對(duì)于大功率雙激式開關(guān)電源變壓器的鐵芯，其最大磁通密度Bm的取值一般不要超過(guò)3000高斯。如果Bm值取得過(guò)高，當(dāng)開關(guān)器件偶然發(fā)生誤觸發(fā)，使圖2-7中的相位出錯(cuò)時(shí)，很容易使變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和，致使開關(guān)電源工作電流過(guò)大而損壞。