漏电感对正激和反激式开关电源的影响及设计方法

漏电感对正激和反激式开关电源的影响及设计方法
漏电感对正激和反激式开关电源的影响及设计方法
1 引言
   
 漏电感在开关电源主回路中一定存在，尤其在变压器、电感器等中都是不可避免的。过
去在讨论中一般把它略而不计，设计中更无从考虑。现在随着开关电源的单机容量和整
机容量的日益提高，这个参数影响到开关电源主要的参数，例如，40A/5V输出的开关电
源，电压损失竟达20%，还影响到开关电源的重量和效率。因此，漏电感问题讨论、研究
已摆到日程上了。加上脉冲电压VS（t）到变压器线圈就产生电流，沿着铁心磁径产生闭
合的主磁通Φ(t)和部分路径在铁心附近的空气中闭合的漏磁通Φσ（t）。Φ（t）和Φσ（t
）将在线圈分别产生感应电动势e（t）和eσ（t），两者之和加上电阻压降与外加电压相
平衡，遵从KVL方程。过去，一般书刊略去eσ（t）， KVL方程简化为Vs（t）=Δt 。
2 反激式变换器的漏电感
   
 反激式变换器线路如图一所示。反激工作原理可参见文献[1]。它的变压器是一定需加
气隙的，这样才能使整个线路工作得到良性循环。其等效电路如图二所示（折算到副边
绕组）。
WP1表示反激式变换器的变压器空气隙中储存的能量，该绕组电感LP1折算到副边绕组电
感L’P1很小（≈LP1/n2）可以略去。Lσ表示NP与NS间的漏电感；LS1、LP1分别表示副、原
绕组的电感；Lσ的作用很明显是延缓了副边电压电流的建立，其电流波形见图三，引起
的电压的损失（或效率的损失）如阴影部分所示。
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    如是副边双电压输出，存在另一绕组S2、D2和R2时，则其等效电路如图四所示。
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    这时把原边和第二个副边绕组均折算至副边的第一个绕组。
Lσ1表示LP与LS间的漏电感；Lσ2表示副边第一绕组与第二绕组间的漏电感；LS1、L’S2为
副边第一、二绕组电感；L’S2、U’S、Lσ2为折算值，此时