反激變壓器設(shè)計(jì)——針對(duì)離線(xiàn)反激式開(kāi)關(guān)電源適配器

由于反激變換器變壓器綜合了許多功能（儲(chǔ)存能量、電隔離、限流電感），并且還常常支持相當(dāng)大的直流電流成分，故比更加直接地傳遞能量的正激推挽變壓器的設(shè)計(jì)困難得多。以下章節(jié)全部介紹這類(lèi)變壓器的設(shè)計(jì)。

為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，許多工程師使用純數(shù)學(xué)方法，這對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)是不錯(cuò)的，但這種設(shè)計(jì)方法難以得到好的工作感覺(jué)，故在此不使用這種設(shè)計(jì)方法。

在以下變壓器設(shè)計(jì)例子中，選擇過(guò)程使用反復(fù)選代方法。無(wú)論設(shè)計(jì)從哪里開(kāi)始，開(kāi)始時(shí)須有大量的近似計(jì)算。沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)工程師的問(wèn)題是要得到對(duì)控制因數(shù)的好感覺(jué)。特別地，磁心大小、原邊電感的選擇、氣隙的作用、原邊匝數(shù)的選擇以及磁心內(nèi)交流和直流電流（磁通）成分的相互作用常常給反激變壓器設(shè)計(jì)帶來(lái)混亂。

為了便設(shè)開(kāi)者對(duì)控制因數(shù)有好的感覺(jué)，下面的設(shè)計(jì)由檢查磁心材料的特性和氣隙的影響開(kāi)始，然后檢查交流和直流磁心極化條件，最后給出100W變壓器的完整設(shè)計(jì)。

5V1A電源適配器磁心參數(shù)和氣隙的影響

圖表示一個(gè)鐵氧體變壓器在帶有和不帶氣隙時(shí)典型的B／H（磁滯）環(huán)。

注意到雖然B／H環(huán)的導(dǎo)磁率（斜率）隨氣隙的長(zhǎng)度變化，但磁心和氣隙結(jié)合后的飽和磁通密度保持不變。進(jìn)一步，在有氣隙的情況下，磁場(chǎng)強(qiáng)度H越大，剩磁通密度B越低。這些變化對(duì)反激變壓器非常有用。

圖只表示了反激變壓器使用的磁滯回環(huán)的前四分之一，也表示了磁心中引入氣隙所產(chǎn)生的影響。最后，該圖表示了極化條件對(duì)直流和交流影響之間的差異。

（a）鐵氧體變壓器在帶有和不帶有氣隙時(shí)典型的磁滯回環(huán)

（b）單端反激變換器的典型磁芯在大氣隙或無(wú)氣隙時(shí)第一象限磁化曲線(xiàn)注意到當(dāng)采用大氣隙時(shí)，傳差能量△H會(huì)增加

AC極化

由法拉第感應(yīng)定理，

很顯然，磁心中的磁通密度必須以一定的速率和幅值變化，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（反向）等于所加電動(dòng)勢(shì)（假設(shè)損耗可以忽略）。

因此，為了支持加于原邊的交流電壓（更準(zhǔn)確的是所加伏秒），就需要磁通密度△B的變化（見(jiàn)圖2。2。1b的縱軸）。因此△B=的幅值正比于所加的電壓和開(kāi)關(guān)晶體管Q1的導(dǎo)通時(shí)間，即B=是由外部所加的交流條件面不是由變壓器氣隙來(lái)限定。圖2。2。1a表示一個(gè)鐵氧體變壓器在帶有和不帶氣隙時(shí)的B／H（磁滯回環(huán)）圖221b表示使用大、小氣隙時(shí)，單端反激變換器中典型鐵氧體磁心的前四分之一磁滯回環(huán)，注意大氣隙時(shí)傳通的能量增加△H。

因此，可以認(rèn)為所加的交流條件作用于B／H環(huán)的垂直B軸，使磁場(chǎng)電流△H。向上變化，所以可認(rèn)為H是因變量。