返馳式開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器之研究(編輯修改稿)
2025-08-17 13:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 學(xué)電力電子實(shí)驗(yàn)室 P15 在返馳式轉(zhuǎn)換器中 ， 對(duì)變壓器 —扼流圈來(lái)說(shuō)有二種可能的操作模式： (1)整個(gè)能量轉(zhuǎn)移 ， 在電晶體開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至 ON 狀態(tài)時(shí) ， 所有儲(chǔ)存在電感器 —變壓器的能量會(huì)轉(zhuǎn)換至次級(jí)圈 。 (2)不完全的能量轉(zhuǎn)移 ， 在電晶體開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至 ON 狀態(tài)前 ， 並非所有儲(chǔ)存在電感器 —變壓器的能量會(huì)轉(zhuǎn)移至次級(jí)圈 ， 在圖 31，32 所示為此二種操作模式的波形 。 圖 31 此電壓與電流的波形描圖 32 此波形則描述不完 述返馳式變壓器 扼流圈整 全能量轉(zhuǎn)移的關(guān)係 個(gè)能量轉(zhuǎn)移的關(guān)係 2022/8/18 南臺(tái)科技大學(xué)電力電子實(shí)驗(yàn)室 P16 在轉(zhuǎn)換電晶體的 on 期間裏 ， 整個(gè)能量轉(zhuǎn)移波形中具有較高的峰值集極電流 ， 也就是因?yàn)橄鄬?duì)地低的初級(jí)電感值 ， 而使此電流值升高 ， 所需付出代價(jià)是增加了繞組損失 (winding losses) 與輸入電容器漣波電流 。 所以 ， 同樣地轉(zhuǎn)換電晶體必須有高電流的承載能力 ， 才能忍受此峰值電流 。 在另一方面 ， 不完全的能量轉(zhuǎn)移模式中 ， 所呈現(xiàn)的是較低峰值轉(zhuǎn)換電晶體集極電流 ， 而所付出的代價(jià)是當(dāng)電晶體開(kāi)關(guān)於 on 狀態(tài)時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生較高的集極電流值 ， 因此導(dǎo)致電晶體高功率的消耗 ， 然而為了達(dá)成此模式的操作 ， 相對(duì)地就需要較高的變壓器 —扼流圈初級(jí)電感值 。 再變壓器鐵心中所儲(chǔ)存的殘餘能量則假定不完全能量轉(zhuǎn)移變壓器 —扼流圈的體積會(huì)較完全能量轉(zhuǎn)移的體積為大 ， 而所有其他的係數(shù)是相等的 。 2022/8/18 南臺(tái)科技大學(xué)電力電子實(shí)驗(yàn)室 P17 轉(zhuǎn)換式電源穩(wěn)定器電路之結(jié)構(gòu) 主要電路圖 圖 主要電路圖 2022/8/18 南臺(tái)科技大學(xué)電力電子實(shí)驗(yàn)室 P18 在圖 電路裡輸入線電壓 110Vac 經(jīng)整流和提供平滑的直流電壓 。 電源最初應(yīng)用在電路時(shí) ， 使 IC1 的輸出 ， 功率 MOSFET Q1 開(kāi)始 Turn on。 在 Q1 的及時(shí)期間 ， 能量存儲(chǔ)在變壓器 T 的空氣隙裡 。 這個(gè)時(shí)候輸出線圈的極性 ， 和輸出整流器相反的 ， 不轉(zhuǎn)移和沒(méi)有任何能量的輸出 。 由一個(gè) R10 ， 電阻檢測(cè)了首要的電流 ， 在 IC1 裡面與一個(gè)固定的 1 伏特參考比較 。 當(dāng)?shù)竭_(dá)這個(gè)位準(zhǔn)時(shí) ， Q1 開(kāi)始 Turnoff， 並且所有變壓器線圈的極性倒轉(zhuǎn) ， 輸出整流器提前偏壓 ， 把存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)移到輸出電容器 。 這個(gè)存儲(chǔ)和釋放的動(dòng)作許多週期 ， 來(lái)輸出電壓 。 從輸出＋ 5V 接迴受電壓對(duì)誤差放大器透過(guò)電壓分發(fā)器 ， 供給電壓和 IC1 (腳 2 ) 與一個(gè) 內(nèi)部參考電壓作比較 ， 來(lái)穩(wěn)定輸出電壓 。 2022/8/18 南臺(tái)科技大學(xué)電力電子實(shí)驗(yàn)室 P19 結(jié)論 一般變壓器的操作 ， 它的效率都非常高 ， 不管是提高或降低輸出電壓 ， 都和圈數(shù)比成比例變化 。 也就是變壓器的初級(jí)圈和次級(jí)圈的電壓比和圈數(shù)比之間成正比 。 變壓器最重要且最有用的特性 ， 就是提供初級(jí)和次級(jí)之間電器上的隔離 。 本研究的返馳式轉(zhuǎn)換器在磁路上有空氣間隙存在 ， 磁滯迴路曲線上就會(huì)有傾斜現(xiàn)象產(chǎn)生 。 因此 ， 高磁化力的情況下 ，可以減少鐵心飽和的可能性 。 大多數(shù)的磁性材料 ， 都能用來(lái)設(shè)計(jì)高頻的功率變壓器 ， 陶鐵磁材料 ，目前幾乎都使用它來(lái)作轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) 。 陶鐵磁沒(méi)有很高的操作磁通密度 ，大多數(shù)陶鐵磁的 Bsat 值由 3000G 至 5000G。 不過(guò) ， 它可以提供
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