一文了解电流、整流与滤波电路

caroline11

对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。

MOSFET 开关管工作的占空比 Dmax：

式中：Vor 为副边折射到原边的反射电压，当输入为 AC 220V 时反射电压为 135V；VminDC 为整流后的直流电压；VDS 为 MOSFET 功率管导通时 D 与 S 极间电压，一般取 10V。

变压器原边绕组电流峰值 IPK 为:

式中：η为变压器的转换效率；Po 为输出额定功率，单位为 W。

变压器原边电感量 LP:

式中：Ts 为开关管的周期(s)；LP 单位为 H。

变压器的气隙 lg:

式中：Ae 为磁芯的有效截面积(cm2)；△B 为磁芯工作磁感应强度变化值(T)；Lp 单位取 H，IPK 单位取 A，lg 单位为 mm。

变压器磁芯
反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量 AP 为

式中：AQ 为磁芯窗口面积，单位为 cm2；Ae 为磁芯的有效截面积，单位为 cm2；Po 是变压器的标称输出功率，单位为 W；fs 为开关管的开关频率；Bm 为磁芯磁感应强度，单位为 T；δ为线圈导线的电流密度，通常取 200～300A/cm2，η是变压器的转换效率；Km 为窗口填充系数，一般为 0.2~0.4；KC 为磁芯的填充系数，对于铁氧体为 1.0。

根据求得的 AP 值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。

变压器原边匝数 NP:

式中：△B 为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，Ae 单位为 cm2，Ts 单位为 s。

变压器副边匝数 Ns:

式中：VD 为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

功率开关管的选择
开关管的电压应力 UDS

一般选择 DS 间击穿电压应比式(9)计算值稍大的 MOSFET 功率管。

绕组电阻值 R：

式中：MUT 为平均每匝导线长度(cm)；N 为导线匝数；

为 20℃时导线每 cm 的电阻值(μΩ)。

绕组铜耗 PCU 为：

原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值 R 的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流 IPK 来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流 Io 来计算。

磁芯损耗
磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗 PC：

式中：Pb 为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg); Gc 为磁芯质量(Kg)。

对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。