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開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(1)-預(yù)覽頁

2025-02-06 17:05 上一頁面

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【正文】 度或磁通密度平均值。磁通密度增量(磁通密度初始值和最終值之差)?B = B(τ)-B(0) = Bm-Bo 。脈沖電壓作用結(jié)束后( t τ ),變壓器中的磁化電流將按變壓器的輸出電路特性,即電路參數(shù)確定的規(guī)律下降,變壓器鐵芯內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁通密度也相減弱,此時(shí)變壓器線圈內(nèi)產(chǎn)生反極性電壓,即反電動(dòng)勢。單激式開關(guān)電源變壓器的輸入電壓是單極性脈沖,并且還分正反激電壓輸出;而雙激式開關(guān)電源變壓器的輸入電壓是雙極性脈沖,一般是雙極性脈沖電壓輸出。這些參數(shù)基本上都與變壓器鐵芯的磁化曲線有關(guān),因此,下面首先對變壓器鐵芯的磁化過程進(jìn)行詳細(xì)分析。在一般的電源變壓器電路中,當(dāng)電源變壓器兩端的輸入電壓為0時(shí),表示輸入端是短路的,因?yàn)殡娫磧?nèi)阻可以看作為0;而在開關(guān)變壓器電路中,當(dāng)開關(guān)變壓器兩端的輸入電壓為0時(shí),表示輸入端是開路的,因?yàn)殡娫磧?nèi)阻可以看作為無限大。順便指出,在分析變壓器鐵芯的磁化過程中,經(jīng)常使用磁通密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩個(gè)名稱,這兩個(gè)名稱在本質(zhì)上沒區(qū)別,互相可以通用,不同場合使用不同名稱,只是為了使用方便。當(dāng)序列脈沖電壓加到開關(guān)變壓器初級線圈a、b兩端時(shí),在變壓器鐵芯中會(huì)產(chǎn)生的磁場,這磁場完全是由流過變壓器初級線圈的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的,流過變壓器初級線圈的勵(lì)磁電流為:(28)(28)式中, iμ為流過變壓器初級線圈的勵(lì)磁電流,E為加到變壓器初級線圈兩端的電壓,L1為變壓器初級線圈的電感量,t為時(shí)間, iμ(0)為初始電流,即t = 0時(shí)流過變壓器初級線圈的勵(lì)磁電流。由反電動(dòng)勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)在變壓器鐵芯中產(chǎn)生反向磁場,使變壓器鐵芯退磁,磁場強(qiáng)度H開始由第一最大值Hm1逐步下降到0;但變壓器鐵芯中的磁通密度B并不是按充磁時(shí)的01磁化曲線原路返回,跟隨磁場強(qiáng)度下降到零,而是按另一條新的磁化曲線12返回到2點(diǎn);即:第一個(gè)剩余磁通密度Br1處。開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(連載50)脈沖序列對單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part2星期三, 08/05/2009 22:06 — 陶顯芳磁場強(qiáng)度H下降到零,但變壓器鐵芯中的磁通密度不能跟隨磁場強(qiáng)度下降到零,而只能下降到某個(gè)磁通密度剩余值,這種現(xiàn)象稱為變壓器鐵芯具有磁矯頑力,簡稱矯頑力,用Hc表示。其余依次類推,第4個(gè)直流脈沖電壓同樣也會(huì)讓磁通密度增加一個(gè)增量ΔB ,即:ΔB = Bm3-Br2 = Bm4-Br3 = Bm1-0 (29)(29)式中,ΔB為磁通密度增量;只要作用于開關(guān)變壓器線圈上的脈沖電壓的幅度U和脈沖寬度τ不變,則變壓器鐵芯片的磁化過程就會(huì)在磁通密度增量為常數(shù)(?B = 常數(shù))的條件下進(jìn)行。如果?B足夠大,則局部磁滯回線的最低點(diǎn)位于最大局部磁滯回線的剩余磁通密度點(diǎn)Br點(diǎn)處。用?H表示磁場強(qiáng)度增量,它在固定局部磁滯回線上磁通密度增量?B相對應(yīng),即它們之間可用下面關(guān)系式表示:ΔB = f(?H) (210)(210)式稱為磁場強(qiáng)度增量?H與磁通密度增量?B的脈沖靜態(tài)特性關(guān)系。即:μa=ΔBa/?Ha—— 開關(guān)變壓器 (212)(212)式中, μa為開關(guān)變壓器的平均導(dǎo)磁率; ΔBa為開關(guān)變壓器鐵芯中的平均磁通密度增量; ?Ha為開關(guān)變壓器鐵芯中的平均磁場強(qiáng)度增量。此時(shí),我們可稱,變壓器鐵芯磁化過程已經(jīng)進(jìn)入了基本穩(wěn)定狀態(tài),即:每輸入一個(gè)直流脈沖電壓,變壓器鐵芯中的磁通密度都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁通密度增量ΔB,ΔB = Bm-Br ,當(dāng)直流脈沖結(jié)束以后,磁通密度又從最大值Bm回到剩余磁通密度Br的位置。開關(guān)變壓器的伏秒容量越大,對應(yīng)每個(gè)直流脈沖產(chǎn)生的磁通密度增量ΔB數(shù)值就越小,因此,需要直流脈沖的個(gè)數(shù)就越多;反之,變壓器的伏秒容量越小,需要直流脈沖的個(gè)數(shù)也越少。如果變壓器的伏秒容量取得比較小,而加到變壓器初級線圈a、b兩端的直流脈沖電壓幅度又比較高,且脈沖寬度也比較寬,則流過變壓器初級線圈的勵(lì)磁電流將很大;此時(shí),變壓器鐵芯中的磁通密度將很容易出現(xiàn)飽和。當(dāng)磁場強(qiáng)度H下降到零時(shí),變壓器鐵芯中的磁通密度不能跟隨返回到零,而只能退回到剩余磁通密度Br 。但我們不要理解為,只有變壓器鐵芯達(dá)到磁飽和后,才會(huì)有磁矯頑力;在變壓器鐵芯被磁化的過程中,磁矯頑力從始至終都是存在的,只不過與習(xí)慣上定義的Hc在數(shù)值上不一樣。由圖22我們可以看出,隨著磁通密度的增加,需要磁場強(qiáng)度增加更大,因?yàn)殍F芯的導(dǎo)磁率會(huì)隨著磁場強(qiáng)度的增大反而變小,而鐵芯的磁矯頑力也不會(huì)因磁場強(qiáng)度的增大而增大,它總會(huì)有一個(gè)極限值;當(dāng)變壓器線圈中產(chǎn)生反電動(dòng)勢和感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的反向磁場對變壓器鐵芯進(jìn)行退磁時(shí),鐵芯的導(dǎo)磁率和磁矯頑力的增量反而會(huì)向增大的方向變化,因此,對于每輸入一個(gè)脈沖電壓,總可以在磁通密度和磁場強(qiáng)度以及磁矯頑力三者之間找到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn),使變壓器鐵芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br能夠達(dá)到相對穩(wěn)定窗體底端
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