開關電源原理與設計(連載65)

設輸入方波的寬度為τ，那么，在輸入電壓期間，勵磁電流iμ 產生的半波平均功率Pμ 為：

Pμ= UIμ = Pr1＋Pc （2-76）

或 Pc=UIμ- Pr1=(UIμm/2)- Pr1 （2-77）

（2-76）、（2-77）、（2-78）式中， Pμ為勵磁電流產生的半波平均功率；Pc為磁滯損耗半波平均功率；U為電源電壓幅度； Iμ為勵磁電流半波平均值， Iμm為勵磁電流的最大值；Pr1為反激輸出電壓在負載電阻R1上的半波平均功率。

勵磁

電流的最大值 Iμm用示波器很容易可以測到， 正好等于圖2-26-b中勵磁電流iμ 跟隨時間線性增長的最大增量。測量出勵磁電流的最大值Iμm 后，把Iμm 值代入（2-76）式，即可求得勵磁電流產生的半波平均功率Pμ 。

磁滯損耗半波平均功率Pc可根據（2-76）式或（2-77）式求得，不過在求Pc時，還須先求反激輸出電壓在負載電阻R1上的半波平均功率Pr1；而計算反激輸出電壓在負載電阻R1上的半波平均功率Pr1時，還得先求反激輸出電壓在負載電阻R1上的全波平均值Pra；而全波平均值Pra就是反激輸出電壓在負載電阻R1上損耗的功率。

計算反激輸出電壓在負載電阻R1上的功率Pra時，需要測量濾波電容C1兩端的電壓Uc；不過C1兩端的電壓是一個直流，相當于反激輸出電壓的平均值；反激輸出電壓的幅值也是濾波電容C1兩端的直流電壓幅值，不過這個幅值不是通過一次反激電壓輸出就能積分出來的，它需要經過很多次反激電壓輸出，并經過多次積分后，才能使輸出電壓最后穩(wěn)定下來。

C1兩端的電壓的測量比較容易，用普通電壓表就可以測量，但最好用示波器的直流檔來測量；因為，普通電壓表的內阻比較小，會影響測量精度。

電壓Uc被測量出來后，就可以根據下式計算反激輸出功率的全波平均值Pra：

Pra=Uc*Uc/R1 （2-79）

（2-79）式中，Pra為反激輸出功率的全波平均值，Uc為濾波電容兩端的電壓，R1為負載電阻。
算出平均值Pra后，還要把它轉換成半波功率Pr1，即變壓器初級線圈加電壓時勵磁電流為反激輸出存儲的功率。Pr1與Pra的關系是：

Pr1=Pra/D=Uc*Uc/R1*D （2-80）

（2-80）式中，Pr1為變壓器初級線圈加電壓期間，勵磁電流iμ 為反激輸出存儲的功率；Pra為反激輸出功率的全波平均值；Uc為濾波電容兩端的電壓；D為輸入脈沖的占空比，D=τ/T ，T為脈沖周期。
把（2-80）式的結果代入（2-77），即可求得單激式開關變壓器得磁滯損耗功率Pc為：

Pc =UIμ -Pr1=(UIμm/2)-(Uc*Uc/R1*D ) （2-81）

（2-81）式中，Pc為單激式開關變壓器的半波磁滯損耗平均功率，U為電源電壓幅度；Uc為濾波電容兩端的電壓， Iμm為勵磁電流的最大值；R1為負載電阻。
如需要把半波磁滯損耗平均功率轉換成全波磁滯損耗平均功率PcT ，只須在（2-81）式的右邊再乘以輸入脈沖的占空比，即：

PcT=DPc=(DUIμm/2)-(Uc*Uc/R1 ) （2-82）

（2-82）式中，PcT為單激式開關變壓器的全波磁滯損耗平均功率，U為電源電壓幅度，Uc為濾波電容兩端的電壓， Iμm為勵磁電流的最大值；R1為負載電阻，D為輸入脈沖的占空比。

因為單激式開關電源變壓器的輸入電壓的正負半周是不對稱的，因此，把磁滯損耗分成半波磁滯損耗平均功率和全波磁滯損耗平均功率更容易理解。

從（2-81）式和（2-82）式還很難看出，單激式開關電源變壓器的磁滯損耗主要與誰相關，因為等式右邊的減數和被減數與輸入電壓、脈沖寬度都有相同變化的趨向。實際上在脈沖寬度固定的情況下，單激式開關電源變壓器的磁滯損耗是很小的，此結果在《2-1-1-8．開關電源變壓器磁滯損耗分析》的章節(jié)中已經分析過。