回扫变压器

回扫变压器具有成本低、设计简单、效率高等特点，广泛应用于100W以下至150W电源。与其它具有类似拓朴结构的电路相比，回扫变压器还具有隔离主副级的特点，并可提供多输出，以及为输出选择正负电压。

下列方程常用于确定回扫变压器，随即用一个典型的设计示例解释如何使用这些方程。

令V= L dj/dt,Vin,min = (LpIppf)/(σmax)

其中，Vin = 输入电压, V

Lp = 初级线圈电感, mH

Ipp = 峰值电流, A

σmax = 大占空比, μs

f = 开关频率, kHz

对间断模式而言，

电源输出 = 1/2*Lp*Ipp*f

Ipp = (2Pout)/(Vin,min* σmax)

如上所述，回扫变压器的调节是通过PWM完成的。如果变压器Vin电压从Vin,min增大到Vin,max，那么

σmin = (σmax) / ((1- σmax)C + σmax)

这里C = Vin,max / Vin,min

由于Ipp是已知的，

Lp = (Vin,min* σmax) / (Ipp*f)

尽管设计者需要依靠选择铁心材料的经验，这仅会提供近似结果。下列公式可提高估计结果。

Ac*Ae = (((6.33*4)*Lp*Ipp*D)*10~8) / Bmax.

这里Ac = 线圈面积 cm

Ae = 铁心有效面积, cm

Bmax = Bsat/2, Gauss. 可向铁心制造商咨询有关材料、损耗-频率等信息。

D = 导线直径, 英寸

由于回扫变压器采用单端配置，仅使用一半通量配置，所以必须为回扫变压器计算空气间隙。这样会导致铁心饱和。

Gap (cm) = lg = ((0.4*Π*Lp*Ipp)*108) / (Ae*Bmax)

当空气间隙长度确定后，主级和次级线圈的圈数也可以确定。

Npri = (Bmax*lg) / (.4*Π*Ipp)

Nsec = (Np(Vp + Vd) (1-σmax)) / (Vin,min* σmax)

下面的示例是介绍如何设计间断模式的回扫变压器。现代设计利用PFC (功率因子校正)，在整流后立即定位。通常采用提升拓朴用于动态特性和输入电压范围。本示例不涉及PFC。

设计参数

Vinput = 85至132 VAC

Voutput = 5VDC @ 10A = 50瓦

频率 = 100kHz

假设σmax = .45

当开关打开时，能量都存储在主级(在铁心材料)内。如图1所示，二极管和变压器的极点放置的位置是为了使开关打开时，能量不会传输到负载端。当开关闭合后，因为磁场消失，则变压器线圈的极性反转，输出整流器导通，存储在铁心材料内的能量会传输到负载上。这种过程会一直持续直到能量耗尽或开关再次打开。

图1. 回扫调节器在间断或连续模式下都可运行。工作在间断模式时(见图2)，当FET开启或关闭，铁心材料内存储的能量会在回扫期间完全耗尽。工作在连续模式时，(参见图3)FET会在铁心材料耗尽回扫能量之前开启。回扫变压器的具体工作模式与负载和输入电压相关。图2.

设计者需要考虑到低压下的大负载，其中包括回扫工作范围的所有条件，这是因为变压器会在不同周期之间关闭(间断模式)，并等待负载满足功率传递的容量。这是回扫主要的特点，输入电压和负载的调节范围大。