7.5.1 无芯PCB变压器的结构及等效电路模型_变压器与电感器设计方法及应用实例_[共3页]

║170 变压器与电感器设计方法及应用实例 1
TDA4918（IC）脚5上的电源电压为15V，由输出级功率变压器Tr1的附加绕组n3、二极管VD8、滤波电容C12、调整管VT1和稳压二极管VD1等组成的辅助电源电路提供。

IC脚7和脚8上的外接电容C7、电阻R3决定IC内电压控制振荡器（VCO）的振荡频率。

本电路中，开关频率为20kHz，死区时间约1.5μs。

C T（C7）的容量范围是470pF～68nF，R T（R3）最小阻值是2.5kΩ。

C T约是斜坡产生器外接电容C6（C R）容量值的5倍。

由于VT2和VT3两只IGBT的发射极均接地，IC在2脚和3脚输出的PWM脉冲，不必经过驱动变压器，就可直接驱动VT2和VT3。

VT2和VT3交替导通，通过功率变压器Tr1耦合，为负载供电。

施加于灯两端的电压频率是20kHz，其包迹波取自桥式整流器输出的正弦半波波形。

VT2和VT3的集电极电流被电流变压器Tr1的辅助绕组n3传感检测，经VD4～VD7全波整流，在电阻R21上产生一个正比于VT2、VT3集电极电流的电压，频率恰为开关频率的2倍。

当输出功率为400W时，R21两端电压的幅值是2.4V。

电容C6（C R）的充电电流包括两部分：一是从VD4～VD7输出经R12、R13、R18和R19流入IC脚14的电流，二是全桥整流器（Br1）输出经R20和R19流入IC脚14的电流。

斜坡电压的幅值和上升沿速率由R12、R13、R18、R19和R20以及R21上的电压和小电解电容C17（2.2μF）上的电压共同决定。

IC脚11上的基准电压V REF = 2.5V。

该脚连接有电阻R1、R2和电位器RP1，并且RP1的滑动触点连接到IC运算放大器的同相输入端（脚17）。

正比于VT2、VT3集电极电流的R21上的电压，经电阻分压器R11和R10并通过R7输入到运算放大器的反相输入端（脚18）。

如果RP1的中心触点向上（R1方向）滑动（相应的占空比为0.45），灯电压可直达36V。

反之，如果RP1的中心触点向下（R2方向）滑动，灯电压可以降至4V。

因此，电位器RP1和IC的运算放大器可用作电流或灯亮度调节。

一旦输出端出现短路，VT2、VT3的集电极电流急剧增加，在R21上产生一个突变电压。

当占空比为0.1时，VT2和VT3的集电极电流约为15A，并在集电极上出现一个高峰值电压。

为避免VT2和VT3击穿，二极管VD9和VD10、电容C15和C16、电阻R26并通过R28、R27等组成一个限制器保护电路。

IC内过压比较器在脚12上的电压一旦超过其门限（此情况下，VT2、VT3的集电极电压约800V），IC则立即关断其输出。

在额定工作条件下，VT2、VT3的集电极电压约为600V。

因此，IC内过压比较器在正常工作状态下是不起作用的。

输入端电磁干扰（EMI）滤波器中的扼流圈L1（4A/250V）电感量为2 × 6mH。

VT2、VT3需加SKO4型散热器（长160mm），热阻R th = 1.5kW；全桥整流器采用B250C5000/3300，散热器R th = 10kW。

功率变压器Tr1采用E55121（N27）磁芯，n1 = n2 = 42匝，n3 = 5匝，n4 = 9匝；电流变压器Tr1采用EF20（N30）磁芯，n1 = n2 = 2匝，n3 = 100匝。

7.5 无芯PCB变压器设计与计算
7.5.1 无芯PCB变压器的结构及等效电路模型
本节主要介绍无芯PCB变压器的基本概念、结构、特性；介绍了无芯PCB变压器的等效电路、电压增益、输入阻抗函数，同时说明了应用无芯PCB变压器的可靠性及其优点。

运用现代化的PCB技术，能够精确地控制印制线圈的参数，易于大规模生产。

它主要应用于高。