多路输出开关电源中变压器及电感设计

引言应用于功率交换器中的变压器一般是传递双向或单向脉冲的。其主要功能是电压变换、功率传递和实现隔离，并不需要像通信用的变压器那样不失真的传递一次侧的脉冲波形，所以在功能上与普通电力变压器相仿，因而可成为脉冲功率交换器。由于其工作频率较一般变压器要高，达几十千赫兹或更高的工作频率，所以又称“高频变压器”。

脉冲功率变压器及其电感设计中若干问题的考虑脉冲功率变压器的设计方法基本上和电力变压器相仿。但由于这类变压器或电感在电路中与半导体开关相连接，故其性能的优劣不仅影响功率变换器的性能指标，而且会影响电路工作的可靠性，甚至会导致开关器件的损坏。加上高频工作的特点，所以在设计时需要对一些问题，诸如瞬态饱和、漏感及集肤效应等问题加以特殊考虑。因此，在介绍变压器及电感的具体设计方法及步骤前，首先对这些问题进行讨论。

2．1变压器的瞬态饱和及其防止方法传递交替矩形的脉冲变压器在稳态工作时，磁感应曰沿磁滞回线在+B。：至一B。之间交替磁化，选择曰。小于曰。，使铁心不饱和。但稳态时不饱和并不能确保变压器在其他情况下不饱和。变压器接通电源电压后，要经过一个合闸过程后才进入稳态，在合闸后第一个周期的磁感应的幅值决定于合闸瞬间的电压相位及初始磁感应值。最严重时合闸瞬间第一个周期的磁感应幅值的最大值口M将是两为减少铁心体积，一般电力变压器的工作磁感应幅值日。选在接近饱和值。显然，在合闸瞬间变压器将出现饱和，从而产生很大的浪涌电流。这对一般电力变压器来说，由于浪涌电流衰减很快，一般只持续几个周期，造成危害不大。但对功率变换装置中的变压器来说，即使是极短的几个周期也会导致与变压器相连的开关器件的损坏。为防止变压器合闸瞬态饱和，可选择使合闸瞬间B<B／3。但这将使变压器铁心的体积重量增大。目前，常用的方法是采用软起动，使PWM控制器的输出脉宽由零逐渐增大到额定值，由于磁感应幅值与导通时间r。。成正比，所以合闸后磁感应幅值逐渐增大到稳定值日。，避免了合闸瞬间的饱和，而不致造成铁心体积增大。也有采用在合闸瞬间对铁心进行去磁，但线路较复杂。1

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