反激变压器的设计方法

117 电感和反激变压器设计 滤波电感，升压电感和反激变压器都是“功率电感”家族的成员。它们的功能是从源取得能量，存储在磁场中，然后将这些能量（减去损耗）传输到负载。反激变压器实际上是一个多绕组的耦合电感。与上一章变压器不同，变压器不希望存储能量，而反激变压器首先要存储能量，再将磁能转化为电能传输出去。耦合滤波电感不同于反激变压器，反激变压器先储能后释放；而耦合滤波电感同时储能，同时释放。 8.1 应用场合 应用电路拓扑、工作频率以及纹波电流等不同，电感设计考虑的因素也不同。用于开关电源（参看图 8.1）的电感有：  单线圈电感－输出滤波电感（Buck）、升压电感（Boost）、反激电感（Buck-Boost）和输入滤波电感  多线圈电感－耦合输出滤波电感、反激变压器。 电路中，电感有两个工作模式（图 8.2）：  电感电流断续模式－瞬时安匝（在所有线圈中）在每个开关周期内有一部分时间停留在零状态。  电感电流连续模式－在一个周期内，电感电流尽管可以过零（如倍流电路中滤波电感），电感的安匝没有停留在零的时间。 在电流连续模式中，纹波电流通常非常小，线圈交流损耗和磁芯交流损耗一般不重要，尽可能选择较大的磁通密度以便减少电感的体积，饱和是限制选择磁通密度大小的主要因素。但在电流断续模式中交流损耗占主导地位，磁芯和线圈设计与第 7 章正激变压器相似，主要考虑的是磁芯损耗和线圈的交直流损耗引起的温升和对效率的影响。 8.1.1 输出滤波电感（Buck） 正激类输出滤波电感和Buck 变换器输出电感（图8.1(a)）相同，一般工作在电流连续模式(图 8.2(b))。电感量为 LU TIU TkIU DDkfIoofoofoio212() (8.1) 式中 Ui－电感输入端电压(V)；D－Ton/T－占空度；Uo＝DUi－输出电压(V)；f=1/T－开关频率（Hz）；Io－输出电流（A）；Ton, Tof=T- Ton－输入电压的高电平（导通）时间和低电平（截止）时间。k=Δ I/2Io。允许的纹波电流Δ I 越小，即 k 越小，电感L 越大。电流纹波越小，可以选择较小的滤波电容； L UI Uo PWM (a) Buck L UI PWM Uo (b) Boost Ui L Uo PWM (c) Buck/Boost Ui PWM Uo (d) 反激变压器 图 8.1 电感应用 安匝 Ip Ton I0 0 TS `` (a) 断续模式 安匝 Δ I Ton Io 0 TS (b) 连续模式 图 8.2 电感电流模式 118 反之，电感L 较小，但电容较大。一般选取 k＝0.05~0.1。 例如，假定...