反激电源变压器的CCM和BCM模式讲解

CCM模式波形

BCM模式波形

对于反激拓扑所使用到的“变压器”，它的工作方式并不同于真正意义上的变压器，真正的变压器是没有储能过程的，而反激所用到的“变压器”是先储能再向副边传递能量。所以它更像是电感，根据励磁电感中的磁链定义，可得

所以

①

式中 Np——变压器原边绕组的匝数；

Ae——变压器磁芯的截面积m2；

B(t)——变压器磁芯中的磁密T；

Lm——励磁电感H；

当原边电流达到最大峰值Im_pk时，B(t)=Bmax=Bm；并且在CCM模式中

可得

②

式中 λ=△im/Im——励磁电感电流纹波系数；

Lm——对应励磁电流纹波下的电感量H；

M(λ)=(1+λ/2) /λ。

根据伏秒平衡得：

所以，代入②式得

式中 η——变压器效率；

所以需要最大磁芯截面积为

③

BCM临界模式中

可得：

④

式中 fsmin­——BCM模式中的最低开关频率Hz。

我们知道，绕组面积/磁芯窗口面积 = K，为窗口利用系数，得以下方程

⑤

式中 J——绕组电流密度，单位A/m2 ；

Wa——磁芯的窗口面积，单位m2 。

从⑤式可以推出：

⑥

从反激变压器的电路波形可以求得它的原边电流和副边电流有效值，见下式：

CCM模式：

将这两式代入⑥式可得，最大窗口面积为

⑦

用③式和⑦式即可获得CCM下变压器磁芯的最大面积积：

BCM模式：

将这两式代入⑥式可得，最大窗口面积为

⑧

用③式和⑧式即可获得CCM下变压器磁芯的最大面积积：

当Ae和Wa单位为cm2，Bm单位为Gass，Up单位为V，Ts单位为s，J单位为A/mm2时，上式公式需乘上一个系数：

CMM模式：

BCM模式：