開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(1)-預(yù)覽頁
【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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