SJZ 2921-1988 开关电源变压器计算方法.pdf

中华人民共和国电子工业部指导性技术文件
SJ/Z2321-88
开关电源变压器计算方法
1888-03-09发布
1988-10一01实施
中华人民共和国电子工业部发布
中华人民共和国电子工业部导性拔术文件
SJ/Z2921~88
开关电源变压器计算方法
1范
本标准规定了宽调制开关稳炷电源中功率输出变压器(以下简称开关电源变压器)
的计算方法。
本标准适用于脉宽週制型开关电源变压器的没计计算
2デ关稳正电源的高频变换
开关稳压电源的方框图如图1所示,电网电压通过输入回路中的整流器和波器转换成
直流电输入高频变换器,高频变换器则把输入的直流电转变为高频脉冲方波电压,该脉冲方
波电压通过输出回路中ψ的高频整流器利滤波器箜成直流电供给负载。由开关管和开关电源变
压器等組成的高频变换器电路是实现变胚、变颍及完戊输出电压调整的执行部,是开关稳
压电源的主要组成部分。
高娠变楽四
線
出
論入巻流わ療波四
输岡藿流叫中
剩电
图1开关正电源方框图
开关稳压电源的高频变换器屯路形式很多,通常根据魚载功大小,不同使用要求,采
取不同形式的高频变换器巳路。常用的高频变换器屯路有推挽、全桥、半桥、单端正激、单
端反激等形式。表1为开关稳电源常用变换器迒路以废电压、电流波形。
3开关饱源变器工作状态
不同的高频变换器収路,输入开关忠源交器波肜不相同,其工价特点也不rj。通常
开关屯源变器工作状态可分为两大类。
3.1双裰性开关电源袋器
此类有全桥、半、推挽等电路归开关电源变压器。变压器初级绕在一个周期的配半
周和负半同中,加上一个幅值稱导通脉寇都相同方向相反的脉冲方波:Iに,变压器初级绕
中华人民共和国电子工业部1388-03-09发布
1988-10-01卖施
J2921-~-83
在正负忭的激出流穴小村等、方间:反。树此,变器磁芯中产生的磁逋沿交流灒
回线对歌地上、下移动(:92ソ,び工于終个灌回线。在…个周期中,諗应度从
正最大值变化例负最大值,滋書中的直流磁化分量堪本抵消。
2从极性开关源变压器磁潆回线
3.2单极性乔关鬯源
此类有单端正激式、咩反激式等电路中开关电源变压器。变辰初级绕在一个周期
内加上一个单向的脉冲方波压。此,变压器磁芯磁通沿着交镃滯回线的第?象限部
分上下移动,变胚器磁芯单向激磁,磁感应强度在最大们Bm到剩余谧浆立强疫B-之间变化
心图3。
图3单极性开关电源变压器.作回线
SJ/22
88
→にーr
器的电电流波形
g
推
开关电源变压器常用磁性树料
4,1性樹鹈的选用
开关电源变压器通常工作在20千赫以及更高的频率,它要求磁性材料在工作频率下功率
扱耗尽可能小。此外,还要求磁性材料饱和磁感应强度高,温度稳定性好。
铁氧体磁芯由于价格便宜,孩芯形式多样,因此得到了广泛的应用。但是,铁氧体有许
多明缺点,如和磁感应强度值低,温度稳定性差,易碎等,在体积重量、环境条件及性
SJ/Z2921--88
能指标要求高的变压器中可采用坡莫合金和非晶态合金等材料。坡莫合金和非晶态合金通常
绕制成环形铁芯,特殊要求也可绕制成矩形或其他形状。
铁氧体磁芯、坡莫合金和非晶态合金材料的主要磁性能见表2。
表
饱
剩
矫
和
居温
工频
工温
磁
强
余
磁
强
顽
材料
度
力
20KE
作率
作度
06T
A/m
w/kg
KH
CC基非晶态合金
0、47
1D0
1J85一1合佥
06
MnーZn铁氧体
0.14
150
100
为减少涡流损耗,应根据不同工作频率选择合金带的厚度。当采用坡莫合金时,合金带
埻度选择见表3。不同厚度合金带枓的磁芯占空系数值见表4。
表3
40
背
厚
0.05
0.025
0。013
0。005
0。003
Irit
表4
带
厚
0。10
。05
0.も25
0,03
0。00
0.903
KH
占空系数
.7a
037
对应不同工作状态的开关电源变压器,山于磁芯工作在磁化曲线不间区或。应选用相应成
磁特性的磁性材料。
4,1.1双极性开关电源变压器
此类变压器要求磁材料具有高的磁感应强度,高紂动态磁导率,较牴的高频损耗。常
用的材料有:
a.披莫合金1J51;179:1J86:1J85一1等。
b.铁氧体磁芯R2KD;R2KS等。
非晶态合金
4.1.2单极性开关电源变压器
此类变压器要求磁性材料具有高的磁感应强度和较低的剰余磁感应强度。也就是要求磁
性材料其有大的脉冲磁感应增量。
△Ba=Bm~B
(1)
式中:△Bm-脉冲磁感应增景,T