在前一篇推導的Ap法中是假設初級線圈和次級線圈各占0.5窗口面積,隱含的另一個條件是占空比D≈0.5,當占空比D偏離0.5時所設置的電流密度Jm實際為初、次級的平均值。因為多數(shù)情況變壓器占空是按0.5左右來設計的所以偏差不大,下面將推導包含占空比D的更精確的Ap算法。
首先假設一個變量a表示初級繞組所占的比例其取值范圍為0~1,分別列出初級繞組和次級繞組損耗方程。
公式(1)
公式(2)
默認初、次級繞組的電流密度一致得出下面約束關系:
公式(3)
公式(3)整理后可得出a與D的關系如下:
公式(4)
將公式(4)代入公式(1)和(2)整理得
公式(5)
公式(6)
再結合公式(6)推導出帶占空比D的Ap算法
修正后的Ap算法與原Ap算法對比如下:
圖1 兩種算法對比
因為設定整個窗口內的電流密度都一樣,當占空比偏離0.5時初級、次級的繞組損耗會變的不相等見下圖:
圖2 初級、次級繞組損耗比
如果設置初、次級繞組的損耗一致這一約束條件則電流密度會不同,需要滿足a=Don及a*Jmp^2=(1-a)*Jms^2這兩個條件。重新代入公式(1)及公式(2)按上述步驟推導得等繞組損耗Ap算法如下:
初、次級電流密度之比與占空比的關系如下:
圖3 電流密度與占空比