開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(1)(編輯修改稿)
2025-02-09 17:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)的正、反激電壓輸出電路特性。上面分析雖然都是以單極性脈沖輸入為例，但對(duì)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(gè)單極性脈沖分別輸入即可。開關(guān)電源變壓器分單激式開關(guān)電源變壓器和雙激式開關(guān)電源變壓器，兩種開關(guān)電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是完全一樣的。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。另外，為了防止磁飽和，在單激式開關(guān)電源變壓器的鐵芯中一般都要留氣隙；而雙激式開關(guān)電源變壓器的鐵芯磁通密度變化范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，一般不容易出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，因此，一般都不用留氣隙。單激式開關(guān)電源變壓器還分正激式和反激式兩種，對(duì)兩種開關(guān)電源變壓器的技術(shù)參數(shù)要求也不一樣；對(duì)正激式開關(guān)電源變壓器的初級(jí)電感量要求比較大，而對(duì)反激式開關(guān)電源變壓器初級(jí)電感量的要求，其大小卻與輸出功率有關(guān)。雙激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁滯損耗比較大，而單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁滯損耗卻比較小。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(duì)變壓器鐵芯的磁化過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析。窗體底端窗體頂端 開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載49）脈沖序列對(duì)單激式開關(guān)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(duì)單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化為了簡(jiǎn)單起見，我們把單激式變壓器開關(guān)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(guò)控制開關(guān)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(guān)變壓器供電。這里我們特別把變壓器稱為開關(guān)變壓器，以表示圖21所示電路與一般電源變壓器電路在工作原理方面還有區(qū)別的。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(wú)限大。在圖21中，當(dāng)一組序列號(hào)為…的直流脈沖電壓分別加到開關(guān)變壓器初級(jí)線圈a、b兩端時(shí)，在開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈中就會(huì)有勵(lì)磁電流流過(guò)，同時(shí)，在開關(guān)變壓器的鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的磁場(chǎng)作用下又會(huì)產(chǎn)生磁通密度為B的磁力線通量，簡(jiǎn)稱磁通，用“Φ ”表示。在變壓器鐵芯中，磁通密度B或磁通Φ 受磁場(chǎng)強(qiáng)度H的作用而發(fā)生變化的過(guò)程，稱為磁化過(guò)程；因此，用來(lái)描述磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間對(duì)應(yīng)變化的關(guān)系曲線，人們都把它稱為磁化曲線。圖22是單激式開關(guān)變壓器鐵芯被磁化時(shí)，磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間對(duì)應(yīng)變化的關(guān)系曲線圖。順便指出，在分析變壓器鐵芯的磁化過(guò)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(chǎng)合使用不同名稱，只是為了使用方便。如果開關(guān)變壓器的鐵芯在這之前從來(lái)沒有被任何磁場(chǎng)磁化過(guò)，并且開關(guān)變壓器的伏秒容量足夠大，那么，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)直流脈沖電壓加到變壓器初級(jí)線圈a、b兩端時(shí)，在變壓器初級(jí)線圈中將有勵(lì)磁電流流過(guò)，并在變壓器鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)強(qiáng)度H的作用下，變壓器鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B將會(huì)按圖22中01磁化曲線上升；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)直流脈沖電壓將要結(jié)束時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到第一個(gè)最大值Hm1，同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度將會(huì)被磁場(chǎng)強(qiáng)度磁化到第一個(gè)最大值Bm1 ；由此產(chǎn)生一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔB，ΔB = Bm1－ 0 。磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，表示流過(guò)變壓器初級(jí)線圈中的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在對(duì)變壓器鐵芯進(jìn)行充磁。當(dāng)序列脈沖電壓加到開關(guān)變壓器初級(jí)線圈a、b兩端時(shí)，在變壓器鐵芯中會(huì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這磁場(chǎng)完全是由流過(guò)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，流過(guò)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流為：（28）（28）式中， iμ為流過(guò)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流，E為加到變壓器初級(jí)線圈兩端的電壓，L1為變壓器初級(jí)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(guò)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流。如果脈沖序列的占空系數(shù)（占空比）滿足磁化電流在后一個(gè)脈沖進(jìn)入前下降為零，即開關(guān)電源工作于電流臨界連續(xù)或不連續(xù)狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)直流脈沖結(jié)束以后，由于開關(guān)變壓器初級(jí)線圈開路，雖然流過(guò)變壓器初級(jí)線圈中的勵(lì)磁電流下降到零，但磁場(chǎng)強(qiáng)度H不會(huì)馬上下降到零；此時(shí)，變壓器的初、次級(jí)線圈會(huì)同時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，由于反電動(dòng)勢(shì)的作用，在變壓器的初、次級(jí)線圈回路中都會(huì)有電流流過(guò)，這種回路電流屬于感應(yīng)電流，或稱感生電流。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)直流脈沖結(jié)束時(shí)，如果開關(guān)變壓器初級(jí)線圈不開路，反電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)輸入電壓進(jìn)行反充電；如果開關(guān)變壓器初級(jí)線圈是開路的，反電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)初級(jí)線圈中的分布電容進(jìn)行充放電，從而會(huì)在初級(jí)線圈內(nèi)部產(chǎn)生高頻振蕩。由反電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)，使變壓器鐵芯退磁，磁場(chǎng)強(qiáng)度H開始由第一最大值H
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1