开关电源功率变压器的设计方法

图6脉冲下降阶段的等效电路

（3）下降阶段

下降阶段的信号源相当于直流电源Usm串联的开关S由闭合到断开的阶段，它与上升阶段虽然是相对的过程，但有两个不同；一是电感Lm1中有励磁电流，并开始释放，因此Lm1不能略去；二是开关S断开后，Rs便不起作用，由此得出下降阶段的等效电路，见图6。

一般来说，在脉冲变压器平顶阶段以后，Lm1中存储了比较大的磁能，因此在开关断开后，会出现剧烈的振荡，并产生很大的下冲。为了消除下冲往往采用阻尼措施。

二、功率变压器的参数及公式

2.1变压器的基本参数

在磁路中，磁通集中的程度，称为磁通密度或磁感应强度，用B表示，单位是特斯拉（T），通常仍用高斯（GS）单位，1T=104GS。另一方面，产生磁通的磁力称为磁场强度，用符号H表示，单位是A/m

H=0.4πNI/li

式中：N——绕组匝数

I——电流强度

li——磁路长度

磁性材料的磁滞回线表示磁性材料被完全磁化和完全去磁化这一过程的磁特性变化。图7为一典型的磁化曲线。

由坐标0点到a点这段曲线称起始磁化曲线。

曲线中的一些关键点是十分重要的，BS：饱和磁通密度，Br：剩磁，HC：矫顽磁力。

当Br越接近于BS值时，磁滞曲线的形状越接近于矩形，见图8（a），同时矫顽磁力HC越大时，磁滞曲线越宽，这表明这种磁性材料的磁化特性越硬，表明这种材料为硬磁性材料。当Br和BS相差越大，矫顽磁力HC越小时，即磁滞曲线越瘦，表明这种材料为软磁性材料，脉冲变压器的磁心材料应选用软磁性材料，见图8（b）。

图7不带气隙的磁滞回线

图8硬/软磁性材料和磁滞回线

（a）硬磁材料(b)软磁材料

如果在磁心中开一个气隙，将建立起一个有气隙的磁路，它会改变磁路的有效长度。因为空气隙的磁导率为1，所以有效磁路长度le为

le=li＋μilg

式中：li——磁性材料中的磁路长度

lg——空气隙的磁路长度

μi——磁性材料的磁导率

对一个给定安匝数，有空气隙磁心的磁通密度要比没有空气隙的磁通密度小。

2.2设计变压器的基本公式

为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T）

Bm=(Up×104)/KfNpSc

式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V）

f——脉冲变压器工作频率（Hz)