計算節點X的電流,并通過對它的方程求倒數,就能得到二次微分方程
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圖3?上升沿等效電路
figure3?equivalent?circuits?of?ascending?edge
(2)脈沖頂部
在脈沖頂部時,脈沖持續期內電壓電流基本保持不變,因此漏感和分布電容便不起主要作用,勵磁電感起重要作用。由此得到圖4所示的脈沖平頂的等效電路。
計算節點X的電流,得到一次微分方程:?這個方程的解是:?
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圖4?脈沖平頂等效電路
figure4?equivalent?circuits?of?flat?part
(3)脈沖后沿
漏感通常比勵磁電感小很多,可以忽略。脈沖后沿時,儲存在勵磁電感中的磁能和分布電容中的電能釋放能量,因此勵磁電感和分布電容起主要作用。?由此得到圖5所示的下降沿等效電路。
計算節點X的電流,得到二次微分方程:
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圖5?下降沿等效電路
figure5?equivalent?circuits?of?descending?edge
4、變壓器分布參數影響的仿真分析
根據以上分析,用軟件PSPICE進行仿真。所使用的參數如圖6所示,仿真波形如圖7所示。
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圖6?仿真原理圖
figure6?schematic?diagram?of?the?simulation
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圖7?用PSPICE計算出的波形
figure7?the?waveform?computed?by?PSPICE
由圖7的仿真波形可見,由于分布參數的存在,在上升沿時具有上沖,在下降沿時存在下沖。互感和漏感能量在開關轉換瞬時引起電壓尖峰,造成損耗增加,嚴重時會造成開關管損壞,同時也是EMI的主要來源,因此必須加以控制。
5、變壓器分布參數的抑制和利用
5.1?變壓器分布參數的抑制
根據漏感和分布電容的產生原因,可以采取以下措施來進行抑制。
(1)減少漏感的方法
①?減少繞組的匝數,選用高飽和磁感應強度、低損耗的磁性材料;
②?減少繞組的厚度,增加繞組的高度;
③?盡可能減少繞組間的絕緣厚度;
④?初、次級繞組采用分層交叉繞制;
⑤?初、次級繞線應雙線并繞。
(2)減少分布電容的方法
①?繞組分段繞制;
②?正確安排繞組的極性,減少它們之間的電位差;
③?采用靜電屏蔽措施。
5.2?變壓器分布參數的利用
為滿足小型化要求,同時克服分布參數的影響,使開關變換器在高頻下高效率地運行,自20世紀70年代以來,國內外不斷研究開發高頻軟開關技術[4]。軟開關技術很好地利用了電路中的分布參數,將寄生電感和電容作為諧振元件的一部分,消除了分布參數引起的電壓尖峰。圖8所示諧振變換器電路,圖9給出的相應仿真波形,較為形象地說明了軟開關利用分布參數所達到的效果。