正激式開關(guān)電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值,而脈動直流的平均值與控制開關(guān)的占空比有關(guān),因此,在計算正激式開關(guān)電源變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比之前,首先要確定控制開關(guān)的占空比D,把占空比D確定之后,根據(jù)(1-77)式就可以計算出正激式開關(guān)電源變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)比:
Uo = Ua =nUi× Ton/T = Upa×D —— 整個周期 (1-77)
由(1-77)可以求得:
n=Uo/Ui*T —— 變壓器匝數(shù)比 (1-97)
上式中,n為正激式開關(guān)電源變壓器次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比,即:n = N2/N1 ;Uo為輸出直流電壓,Ui為變壓器初級輸入電壓,D為控制開關(guān)的占空比。
在正常輸出負載的情況下,正激式開關(guān)電源控制開關(guān)的占空比D最好取值為0.5左右。這樣,當負載比較輕的時候,占空比D會小于0.5,雖然儲能濾波電感會出現(xiàn)斷流,儲能濾波電容充電時間縮短,放電時間增加,但由于輸出電流比較小,儲能濾波電容充、放電的電流也很小,所以在電容兩端產(chǎn)生的電壓紋波不會增大,反而減;當輸出負載比較重的時候,控制開關(guān)的占空比D會大于0.5,此時流過儲能濾波電感的電流為連續(xù)電流,輸出電流增大,儲能濾波電容充電的時間增加,放電的時間縮短,因此,電容兩端產(chǎn)生的電壓紋波也不會增大很多。
因此,如果正激式開關(guān)電源電路中的儲能濾波電感和儲能濾波電容充電以及控制開關(guān)占空比,三者取得合適,輸出電壓紋波會很小。正激式開關(guān)電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組與初線圈N1繞組的匝數(shù)比n一般為1 :1 ,即:N3/N1 = 1。如果n大于1,反饋線圈N3繞組與整流二極管D3的限幅保護作用就會增強,但流過反饋線圈N3繞組和整流二極管D3的電流也會增大,從而會增加損耗;如果n小于1,反饋線圈N3繞組與整流二極管D3的限幅保護作用就會減弱,尖峰脈沖很容易把電源開關(guān)管擊穿。
正激式開關(guān)電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組匝數(shù)的計算與限幅穩(wěn)壓二極管的計算方法是很相似的,不過線圈匝數(shù)與穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓正好相反,擊穿電壓取得越高限幅保護的作用反而越弱。
這里順便提一下,變壓器線圈漆包線的電流密度一般取每平方毫米為2~3安培比較合適。當開關(guān)電源的工作頻率取得很高時,電流密度最好取得小一些,或者用多股線代替單股線,以免電流在導體中產(chǎn)生趨膚效應(yīng),增大損耗使導線發(fā)熱。另外,目前繞制變壓器使用的漆包線大部分都不是純銅線,因此電阻率相對比較大,把這些因素一起考慮,電流密度更不能取高。