回扫变压器

特点

　　回扫变压器具有成本低、设计简单、效率高等特点，广泛应用于100W以下至150W电源。与其它具有类似拓朴结构的电路相比，回扫变压器还具有隔离主副级的特点，并可提供多输出，以及为输出选择正负电压。

参数

下列方程常用于确定回扫变压器，随即用一个典型的设计示例解释如何使用这些方程。

　　令V= L dj/dt,Vin,min = (LpIppf)/(σmax)

　　其中，Vin = 输入电压, V

　　Lp = 初级线圈电感, mH

　　Ipp = 峰值电流, A

　　σmax = 占空比, μs

　　f = 开关频率, kHz

　　对间断模式而言，

　　电源输出 = 1/2*Lp*Ipp*f

　　Ipp = (2Pout)/(Vin,min* σmax)

　　如上所述，回扫变压器的调节是通过PWM完成的。如果变压器Vin电压从Vin,min增大到Vin,max，那么

　　σmin = (σmax) / ((1- σmax)C + σmax)

　　这里C = Vin,max / Vin,min

　　由于Ipp是已知的，

　　Lp = (Vin,min* σmax) / (Ipp*f)

　　尽管设计者需要依靠选择铁心材料的经验，这仅会提供近似结果。下列公式可提高估计结果。

　　Ac*Ae = (((6.33*4)*Lp*Ipp*D)*10~8) / Bmax.

　　这里Ac = 线圈面积 cm

　　Ae = 铁心有效面积, cm

　　Bmax = Bsat/2, Gauss. 可向铁心制造商咨询有关材料、损耗-频率等信息。

　　D = 导线直径, 英寸

　　由于回扫变压器采用单端配置，仅使用一半通量配置，所以必须为回扫变压器计算空气间隙。这样会导致铁心饱和。

　　Gap (cm) = lg = ((0.4*Π*Lp*Ipp)*108) / (Ae*Bmax)

　　当空气间隙长度确定后，主级和次级线圈的圈数也可以确定。

　　Npri = (Bmax*lg) / (.4*Π*Ipp)

　　Nsec = (Np(Vp + Vd) (1-σmax)) / (Vin,min* σmax)

　　下面的示例是介绍如何设计间断模式的回扫变压器。现代设计利用PFC (功率因子校正)，在整流后立即定位。通常采用提升拓朴用于动态特性和输入电压范围。本示例不涉及PFC。

　　设计参数

　　Vinput = 85至132 VAC

　　Voutput = 5VDC @ 10A = 50瓦

　　频率 = 100kHz

　　假设 σmax = .45

定义

　　回扫是一种电路的架构方式，又叫反激。回扫变压器就是应用了回扫电路的变压器。

原理

　　当开关打开时，能量都存储在主级(在铁心材料)内。如图1所示，二极管和变压器的极点放置的位置是为了使开关打开时，能量不会传输到负载端。当开关闭合后，因为磁场消失，则变压器线圈的极性反转，输出整流器导通，存储在铁心材料内的能量会传输到负载上。这种过程会一直持续直到能量耗尽或开关再次打开。

　　图1.

      回扫调节器在间断或连续模式下都可运行。工作在间断模式时(见图2)，当FET开启或关闭，铁心材料内存储的能量会在回扫期间完全耗尽。工作在连续模式时，(参见图3)FET会在铁心材料耗尽回扫能量之前开启。回扫变压器的具体工作模式与负载和输入电压相关。

　　图2.

　　设计者需要考虑到低压下的负载，其中包括回扫工作范围的所有条件，这是因为变压器会在不同周期之间关闭(间断模式)，并等待负载满足功率传递的容量。这是回扫最主要的特点，输入电压和负载的调节范围大。

　　图3.