AP表示磁心有效截面积与窗口面积的乘积。计算公式为 AP=AwAe式中,AP的单位是cm4;Aw为磁心可绕导线的窗口面积(cm2) Ae为磁心有效截面积(cm2),Ae≈Sj=CD,Sj为磁心几何尺寸的截面积,C为舌宽,D为磁心厚度。根据计算出的AP值,即可查表出所需磁心型号。下面介绍将AP法用于开关电源高频变压器设计时的公式推导及验证方法。雨水口
1 高频变压器电路的波形参数分析 开关电源的电压及电流波形比较复杂,既有输入正弦波、半波或全波整流波,又有矩形波(PWM波形)、锯齿波(不连续电流模式的一次侧电流波形)、梯形波(连续电流模式的一次侧电流波形)等。高频变压器电路中有3个波形参数:波形系数(Kf),波形因数(kf),波峰因数(kP)。1)波形系数Kf北海封头
为便于分析,在不考虑铜损的情况下给高频变压器的输入端施加交变的正弦电流,在一次、二次绕组中就会产生感应电动势e。根据法拉第电磁感应定律,e=dΦ/dt=d( NABsin我是农民的儿子
ωt)/dt=NABoωcosωt其中N为绕组匝数,A为变压器磁心的截面积,B为交变电流产生的磁感应强度,角频率ω=2Πf。正弦波的电压有效值为
在开关电源中定义正弦波的波形系数Kf=
√2*Π=4.44利用傅里叶级数不难求出方波的波形系数。
2)波形因数kf
为便于对方波、矩形波、三角波、锯齿波、梯形波等周 期性非正弦波形进行分析,需要引入波形因数的概念。在电子测量领域定义的波形因数与开关电源波形系数的定义有所不同,它表示有效值电压
压(URMS)与平均值电压之比,为便于和Kf区分,这里用小写的kf表示,有公式
以正弦波为例 ,
这表明,Kf=4kf,二者相差4倍。
wiley开关电源6种常见波形的参数见表1。因方波和梯形波的平均值为零,故改用电压均绝值来代替。对于矩形波,表示脉冲宽度,丁表示周期,占空比D=t/T。高速缓冲器
2 用AP法( 面积乘积法)选择磁心的公式推导
令一次绕组的有效值电压为U1,一次绕组的匝数为NP,所选磁心的交流磁通密度为BAC,磁通量为Φ,开关周期为T,开关频率为f,一次侧电流的波形系数为Kf,磁心有效截面积为Ae(单位是cm2),有关系式