反激變壓器設(shè)計——針對離線反激式開關(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)計困難得多。以下章節(jié)全部介紹這類變壓器的設(shè)計。

為了滿足設(shè)計要求，許多工程師使用純數(shù)學(xué)方法，這對有經(jīng)驗的工程師來說是不錯的，但這種設(shè)計方法難以得到好的工作感覺，故在此不使用這種設(shè)計方法。

在以下變壓器設(shè)計例子中，選擇過程使用反復(fù)選代方法。無論設(shè)計從哪里開始，開始時須有大量的近似計算。沒有經(jīng)驗工程師的問題是要得到對控制因數(shù)的好感覺。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)計帶來混亂。

為了便設(shè)開者對控制因數(shù)有好的感覺，下面的設(shè)計由檢查磁心材料的特性和氣隙的影響開始，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。

5V1A電源適配器磁心參數(shù)和氣隙的影響

圖表示一個鐵氧體變壓器在帶有和不帶氣隙時典型的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，磁場強(qiáng)度H越大，剩磁通密度B越低。這些變化對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氣隙時第一象限磁化曲線注意到當(dāng)采用大氣隙時，傳差能量△H會增加

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)電動勢（反向）等于所加電動勢（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（見圖2。2。1b的縱軸）。因此△B=的幅值正比于所加的電壓和開關(guān)晶體管Q1的導(dǎo)通時間，即B=是由外部所加的交流條件面不是由變壓器氣隙來限定。圖2。2。1a表示一個鐵氧體變壓器在帶有和不帶氣隙時的B／H（磁滯回環(huán)）圖221b表示使用大、小氣隙時，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，使磁場電流△H。向上變化，所以可認(rèn)為H是因變量。