開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計方法

圖6脈沖下降階段的等效電路

（3）下降階段

下降階段的信號源相當于直流電源Usm串聯(lián)的開關(guān)S由閉合到斷開的階段，它與上升階段雖然是相對的過程，但有兩個不同；一是電感Lm1中有勵磁電流，并開始釋放，因此Lm1不能略去；二是開關(guān)S斷開后，Rs便不起作用，由此得出下降階段的等效電路，見圖6。

一般來說，在脈沖變壓器平頂階段以后，Lm1中存儲了比較大的磁能，因此在開關(guān)斷開后，會出現(xiàn)劇烈的振蕩，并產(chǎn)生很大的下沖。為了消除下沖往往采用阻尼措施。

二、功率變壓器的參數(shù)及公式

2.1變壓器的基本參數(shù)

在磁路中，磁通集中的程度，稱為磁通密度或磁感應(yīng)強度，用B表示，單位是特斯拉（T），通常仍用高斯（GS）單位，1T=104GS。另一方面，產(chǎn)生磁通的磁力稱為磁場強度，用符號H表示，單位是A/m

H=0.4πNI/li

式中：N——繞組匝數(shù)

I——電流強度

li——磁路長度

磁性材料的磁滯回線表示磁性材料被完全磁化和完全去磁化這一過程的磁特性變化。圖7為一典型的磁化曲線。

由坐標0點到a點這段曲線稱起始磁化曲線。

曲線中的一些關(guān)鍵點是十分重要的，BS：飽和磁通密度，Br：剩磁，HC：矯頑磁力。

當Br越接近于BS值時，磁滯曲線的形狀越接近于矩形，見圖8（a），同時矯頑磁力HC越大時，磁滯曲線越寬，這表明這種磁性材料的磁化特性越硬，表明這種材料為硬磁性材料。當Br和BS相差越大，矯頑磁力HC越小時，即磁滯曲線越瘦，表明這種材料為軟磁性材料，脈沖變壓器的磁心材料應(yīng)選用軟磁性材料，見圖8（b）。

圖7不帶氣隙的磁滯回線

圖8硬/軟磁性材料和磁滯回線

（a）硬磁材料(b)軟磁材料

如果在磁心中開一個氣隙，將建立起一個有氣隙的磁路，它會改變磁路的有效長度。因為空氣隙的磁導(dǎo)率為1，所以有效磁路長度le為

le=li＋μilg

式中：li——磁性材料中的磁路長度

lg——空氣隙的磁路長度

μi——磁性材料的磁導(dǎo)率

對一個給定安匝數(shù)，有空氣隙磁心的磁通密度要比沒有空氣隙的磁通密度小。

2.2設(shè)計變壓器的基本公式

為了確保變壓器在磁化曲線的線性區(qū)工作，可用下式計算最大磁通密度（單位：T）

Bm=(Up×104)/KfNpSc

式中：Up——變壓器一次繞組上所加電壓（V）

f——脈沖變壓器工作頻率（Hz)