開關電源原理與設計(1)-文庫吧在線文庫
【正文】 造成了混淆。這里還需要強調指出，用來代表介質屬性的導磁率并不是一個常數(shù)，而是一個非線性函數(shù)，它不但與介質以及磁場強度有關，而且與溫度還有關。因此，在分析諸如變壓器的某些宏觀特性的時候，有時需要使用平均值的概念，以便處理問題簡單。上面分析雖然都是以單極性脈沖輸入為例，但對雙極性脈沖輸入同樣有效；在方法上，只須把雙極性脈沖輸入看成是兩個單極性脈沖分別輸入即可。 開關電源原理與設計（連載49）脈沖序列對單激式開關電源變壓器鐵芯的磁化part1星期二, 08/04/2009 08:31 — 陶顯芳2111．脈沖序列對單激式開關電源變壓器鐵芯的磁化為了簡單起見，我們把單激式變壓器開關電源等效成如圖21所示電路，其中我們把直流輸入電壓通過控制開關通、斷的作用，看成是一序列直流脈沖電壓，即單極性脈沖電壓，直接給開關變壓器供電。在磁場強度H的作用下，變壓器鐵芯中的磁感應強度B將會按圖22中01磁化曲線上升；當?shù)谝粋€直流脈沖電壓將要結束時，磁場強度達到第一個最大值Hm1，同時磁感應強度將會被磁場強度磁化到第一個最大值Bm1 ；由此產生一個磁感應強度增量ΔB，ΔB = Bm1－ 0 。變壓器鐵芯有剩磁說明變壓器鐵芯有記憶特性，這是鐵磁材料的基本特性。經過n個直流脈沖電壓之后，變壓器鐵芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br才能基本穩(wěn)定在某個數(shù)值之上，即：脈沖序列的作用達到穩(wěn)定狀態(tài)后，磁化過程將沿原始曲線上某一固定局部磁滯回線n點重復；這時剩余磁通密度為Br n(Br n= Br)，磁通密度變化無論磁場強度增長或降低，其ΔB值基本不變。磁場強度增量?H和磁通密度增量?B的對應關系還可以用下式表示：μ△=ΔB/?H—— 脈沖變壓器 （211）（211）式中，μ△ 稱為脈沖靜態(tài)磁化系數(shù)，或脈沖變壓器的脈沖導磁率。不過，變壓器鐵芯磁化曲線中最大磁通密度Bm以及剩余磁通密度Br的值不是一成不變的，它們會隨著輸入脈沖電壓的幅度以及脈沖寬度的改變而改變；只有在輸入脈沖電壓的幅度以及脈沖寬度基本保持不變的情況下，變壓器鐵芯磁化曲線中的最大磁通密度Bm以及剩余磁通密度Br的值才會基本保持不變。這里還需補充說明：變壓器鐵芯充磁和退磁的過程雖然與電容器充放電的過程很相似，但還是有很大區(qū)別的。因此，嚴格來說，磁矯頑力也是隨著磁場強度H大小改變的，它與磁通密度一樣，會隨著磁場強度H的增大，而趨于飽和。變壓器鐵芯存在磁矯頑力這是鐵磁材料或磁性材料最基本的性質；不同性質的磁性材料，其具有的磁矯頑力大小也不同；一般變壓器鐵芯都選用磁矯頑力較小的鐵磁物質為制造材料。變壓器的伏秒容量對磁化曲線的影響非常大，變壓器的伏秒容量越大，對應每個直流脈沖電壓產生的磁通密度增量ΔB相對也越小，磁通密度的最大值Bm也越小；同樣一種變壓器鐵芯材料，選取不同的變壓器的伏秒容量，對應的Bm值和Br值也是不一樣的。勵磁電流或磁場強度對變壓器鐵芯進行磁化時也具有類似電容器充、放電的特點：當變壓器初級線圈中的勵磁電流產生的磁場強度對變壓器鐵芯進行磁化時，磁通密度就會增加，相當于對電容器充電；當變壓器初級線圈中的勵磁電流為零時，變壓器初、次級線圈會產生反電動勢，其感應產生的電流就會產生反向磁場對變壓器鐵芯進行退磁，使磁通密度下降，與充電電容器對負載放電的情況很類似。磁通密度達到最大值Bm后不再繼續(xù)增加是可以理解的，因為，磁通密度和磁場強度既可以是勢能也可以是位能，兩者可以互相轉換，它們與電容充放電的過程是很相似的。同理，當?shù)诙€直流脈沖加到變壓器初級線圈a、b兩端時，變壓器鐵芯中的磁通密度B將按圖22中新的磁化曲線23上升，磁通密度被磁場強度磁化到第二個最大值Bm2，使磁通密度產生一個增量ΔB，ΔB = Bm2－Br1 。當?shù)谝粋€直流脈沖結束以后，由于開關變壓器初級線圈開路，雖然流過變壓器初級線圈中的勵磁電流下降到零，但磁場強度H不會馬上下降到零；此時，變壓器的初、次級線圈會同時產生反電動勢，由于反電動勢的作用，在變壓器的初、次級線圈回路中都會有電流流過，這種回路電流屬于感應電流，或稱感生電流。在變壓器鐵芯中，磁通密度B或磁通Φ 受磁場強度H的作用而發(fā)生變化的過程，稱為磁化過程；因此，用來描述磁通密度B與磁場強度H之間對應變化的關系曲線，人們都把它稱為磁化曲線。單激式開關電源變壓器還分正激式和反激式兩種，對兩種開關電源變壓器的技術參數(shù)要求也不一樣；對正激式開關電源變壓器的初級電感量要求比較大，而對反激式開關電源變壓器初級電感量的要求，其大小卻與輸出功率有關。變壓器初級線圈內的磁化電流的增長與H成正比。設開關變壓器鐵芯的截面為S，當幅度為U、寬度為τ的矩形脈沖電壓施加到開關變壓器的初級線圈上時，在開關變壓器的初級線圈中就有勵磁電流流過；同時，在開關變壓器的鐵芯中就會產生磁場，變壓器的鐵芯就會被
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