【文章內(nèi)容簡介】 過程。常見的復(fù)位電路有LC諧振復(fù)位，RC或RCD復(fù)位，有源鉗位，單繞組復(fù)位。 氣隙的控制對反激變壓器，本質(zhì)是個電感。其全部電流都為勵磁電流，由電感的儲能公式：知，要增大其儲能，表面看來可采用兩種方式：第一，增大電感量(即增加匝數(shù))。這樣變壓器的體積會大大增加，還有一個問題是，由于磁芯的不變，則最大工作電流必然減小，所以采用增大電感量來增加儲能是不明智的。第二，就是增加工作電流。電流對磁芯儲能的要求成平方倍增長，最終導(dǎo)致磁芯總儲能的增加。雖然開氣隙后的磁導(dǎo)率小于未開氣隙時的磁導(dǎo)率，但到達(dá)磁芯磁化飽和的磁場強(qiáng)度(與電流成正比)卻大大增加了。有利于儲存更多的能量。加氣隙后磁阻的增大，必然增加漏磁，但在氣隙周圍的線圈將處在很強(qiáng)的變化磁場中，會在導(dǎo)線中產(chǎn)生局部渦流，長時間后會把漆包線燒變色。對于氣隙分散的鐵粉心，減小漏感的最佳方式是分散的均勻的繞滿整個磁芯。以下是關(guān)于變壓器氣隙的計算表達(dá)式。首先根據(jù)磁路歐姆定律： （31）N為線圈匝數(shù)，為磁阻，NI為磁位勢(類似電動勢)，為磁通量。由安培環(huán)路定律有：，代入式（31）得： (32) (33) (34) (35)可得磁阻的表達(dá)式： (36)由開氣隙的磁路知，總磁阻等于材料磁阻與氣隙磁阻的和，即：總磁阻=材料的磁阻+氣隙的磁阻。由于材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于氣隙的磁導(dǎo)率。所以材料的磁阻遠(yuǎn)小于氣隙的磁阻，故而忽略材料的磁阻。 (37)由電感的儲能公式： (38)由安培環(huán)路定律： (39)導(dǎo)出： (310)真空磁導(dǎo)率I為初級峰值電流B為額定工作中的磁感應(yīng)強(qiáng)度值為有效截面積 漏感的控制圖32 實(shí)際變壓器中磁鏈的分布圖32為一個雙繞組的變壓器，為初級，為次級。為初級偶合到次級的磁通量，而和則為沒有彼此偶合的磁通量，即為漏感。由于初級漏感的存在，將延遲一段時間后，再向次級傳遞能量。實(shí)際使用中，變壓器有兩種繞法：順序繞法和夾層繞法。這兩種繞法對EMI和漏感有不同的影響。順序繞法一般漏感為電感量的5%左右，但由于初，次級只有一個接觸面，耦合電容較小，所以EMI比較好。夾層繞法一般漏感為電感量的1%3%左右，繞組順序：夾層繞法一般是先初級，后次級的1/21/3。變壓器形狀：長寬比越大的變壓器漏感越小。但由于初，次級只有兩個接觸面，耦合電容較大，所以EMI比較難過。一般30~40W以下，功率不大，漏感能量還可以接受，所以用順序繞法比較多，40W以上，漏感的能量較大，一般只能用夾層繞法。 反激式電源的控制過程分析在反激電源中，初級電流和次級電流實(shí)際是沒有突變的，理論上，初級繞組的電流和次級繞組的電流經(jīng)過磁偶合順利過度，各繞組自身的電流是可以突變的，但實(shí)際是沒有突變的。詳細(xì)的工作過程如下：MOS關(guān)斷后，初級電流給MOS輸出電容和變壓器雜散電容充電(實(shí)際雜散電容放電，為簡單，統(tǒng)一說充電)，然后開關(guān)管的DS端電壓諧振上升，由于電流很大，諧振電路Q值很小，所以基本上是線形上升，當(dāng)DS端電壓上升到在次級的電壓達(dá)到輸出電壓加整流管的電壓后，本應(yīng)該次級就導(dǎo)通，但由于次極漏感的影響，電壓還會上升一些來克服次級漏感的影響，這樣反映到初級的電壓也略高于正常反射電壓，在這樣條件下，次級電流開始上升，初級電流開始下降，但不要忘記初級的漏感，它由于不能偶合，所以它的能量要釋放，這時是漏感和MOS輸出電容，變壓器雜散電容諧振，電壓沖高，形成幾個震蕩，能量在鉗位電路消耗掉，注意，漏感的電流始終是和初級電流串聯(lián)的，所以漏感電流的下降過程就是次級電流的上升過程，而漏感電流的下降過程是由鉗位電路電容上的電壓和反射電壓的差來決定的，此差越大，下降越快，轉(zhuǎn)換過程越快，明顯效率會提高，轉(zhuǎn)換的過程是電壓電流疊加的過程。用RC做吸收時，由于穩(wěn)態(tài)時C上的電壓和反射電壓差別不是太大，所以轉(zhuǎn)換過程慢，效率低，用TVS做吸收時，其允許電壓和反射電壓差很多，所以轉(zhuǎn)換快，效率高，當(dāng)然RC也比TVS耗電，但價格便宜[16]。當(dāng)電源采用RCD作為吸收回路時，在次級電流建立的過程中，加在電容的直流電壓不是，會比這個電壓高。RCD吸收回路吸收的能量，是由兩部分組成，一部分是漏感的能量，還有一部分是初級電感儲能。RC時間常數(shù)如果是開關(guān)周期的1/10到1/5，那損耗就會很大，在反激過程中，將會大量的吸收次級的能量，造成電源效率的降低。 吸收控制電路的設(shè)計開關(guān)管和輸出整流管的震鈴是每個電源都會遇到的。過度的振鈴引起的過壓可能使器件損壞，引起高頻EMI問題，或者環(huán)路不穩(wěn)，解決的辦法通常是加一個RC吸收電路。首先在不加吸收電路輕載下用示波器測量振鈴的頻率，注意用低電容的探頭，因?yàn)樘筋^的電容會引起振鈴頻率的改變，使設(shè)計結(jié)果不準(zhǔn)。其次，在測量震鈴頻率時盡可能在工作的最高電壓下，因?yàn)檎疋徚愕念l率會隨電壓升高而變化，這主要是MOS或二極管的輸出電容會隨電壓而變化。振鈴產(chǎn)生的原因是等效RLC電路的振蕩，對于一個低損的電路，要先知道此振蕩的一個參數(shù)，對MOS，漏感是引起振蕩的主要電感，此值可以測出，對二極管，電容是主要因素，可以由手冊查出。計算其阻抗：知道L，則；知道C；。先試選R=Z，通常足可以控制振鈴。但損耗可能很高，：。增加C值損耗就增加，阻尼作用加強(qiáng)。減小C值損耗就減少，阻尼作用減弱。電阻的損耗。實(shí)際中，依此計算的值為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)做一些調(diào)整。 變壓器的EMI控制在小功率電源變壓器中，一般有兩種屏蔽層，銅箔和繞組。銅箔的原理是切斷了初次級間雜散電容的路徑，讓其都對地形成電容，其屏蔽效果非常好，但工藝，成本都上升。繞組屏蔽有兩種原理都在起作用：切斷電容路徑和電場平衡。所以繞組的匝數(shù)，繞向和位置對EMI的結(jié)果都有很大影響?？傊幸稽c(diǎn)：屏蔽繞組感應(yīng)的電壓要和被屏蔽繞組工作時的電壓方向相反。屏蔽繞組的位置對電源的待機(jī)功耗有較大的影響。EMI屏蔽，可以接原邊的地線，也可以接原邊的高壓端，EMI幾乎沒有分別，因?yàn)橛懈邏弘娙荽嬖冢舷聦材Ｐ盘?一般大于1M后以共模干擾為主)來說是等電位的。變壓器的外部屏蔽可以不接，也可以接初級地線，其對EMI的影響看繞組內(nèi)部的情況，但注意安規(guī)的問題，接初級地線，磁芯就是初級，即磁芯是在一次側(cè)，應(yīng)注意與二次側(cè)之間的安規(guī)距離.。屏蔽繞組對變壓器的工作有影響屏蔽繞組為了起到很好的作用，一般緊靠初級，這樣它跟初級繞組之間形成一個電容，屏蔽繞組一般接初級地線或高壓端，這個電容就相當(dāng)于接在MOS的DS端，很明顯造成很大的開通損耗。影響了待機(jī)功耗。當(dāng)然，加屏蔽也會使漏感增大。法拉第屏蔽一般采用薄銅片，而且不可形成回路，原邊屏蔽要同原邊連接或者加一個隔直電容接到原邊地，副邊屏蔽要同副邊連接，而且連接的方式，最好從銅片中點(diǎn)引出，以消除電感禍合。對于安全，屏蔽要接地，屏蔽接地的額定電流值要至少比電源保險絲電流的值大，對于磁芯加氣隙，而采用外部屏蔽，屏蔽的寬度是很有講究的，原理很明顯，如果安全屏蔽的保險絲電流額定值比電源保險絲小或一樣大，則發(fā)生短路時可能安全屏蔽的保險絲先斷，起不到安全屏蔽的作用。至于外部屏蔽，首先要滿足安規(guī)的要求，在此前提下，當(dāng)然寬一些會好一點(diǎn)，但增加了成本，只要把兩半磁芯的結(jié)合面包住就好了，實(shí)際使用中常常讓屏蔽銅帶直接接觸磁芯。3. 2 主功率管作為控制用的主功率管通常是采用MOSFET，其四周的元件均為其寄生元件，會嚴(yán)重影響MOS作為開關(guān)的性能。作為一個開關(guān)元件，主要考慮的是開和關(guān)的時間要足夠短，以便使其工作于最小電阻和最大電阻之間，以減小功率消耗。實(shí)際的開關(guān)時間一般為10100ns，而電源的開關(guān)周期為20200us。開關(guān)時間也主要決定于其寄生電容的充放電時間。CGD，CDS均是漏級電壓的函數(shù)，是非線性的。另一個重要的寄生參數(shù)是柵極電阻，直接影響開關(guān)的開通時間，而這個參數(shù)一般的規(guī)格書都沒有提供。柵極的驅(qū)動電壓域值一般在規(guī)格書中提供的是25℃的值，實(shí)際上柵極的域值電壓是以7mV