開關(guān)電源原理與設(shè)計(1)-在線瀏覽
2025-03-02 17:05本頁面
【正文】 通，用“Φ ”表示；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。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定理，電感線圈中的磁場或磁通密度發(fā)生變化時，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；線圈中感應(yīng)電動勢為：U=NdΦ/dt=NS*dB/dt （24）式中，N為開關(guān)變壓器的初級線圈的匝數(shù)； Φ為變壓器鐵芯的磁通量；B為變壓器鐵芯的磁感應(yīng)強度或磁通密度平均值。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。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 。變壓器初級線圈內(nèi)的磁化電流的增長與H成正比。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)的磁場強度和磁通密度也相減弱，此時變壓器線圈內(nèi)產(chǎn)生反極性電壓，即反電動勢。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。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。單激式開關(guān)電源變壓器還分正激式和反激式兩種，對兩種開關(guān)電源變壓器的技術(shù)參數(shù)要求也不一樣；對正激式開關(guān)電源變壓器的初級電感量要求比較大，而對反激式開關(guān)電源變壓器初級電感量的要求，其大小卻與輸出功率有關(guān)。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行詳細分析。 開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載49）脈沖序列對單激式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part1星期二, 08/04/2009 08:31 — 陶顯芳2111．脈沖序列對單激式開關(guān)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(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。在一般的電源變壓器電路中，當電源變壓器兩端的輸入電壓為0時，表示輸入端是短路的，因為電源內(nèi)阻可以看作為0；而在開關(guān)變壓器電路中，當開關(guān)變壓器兩端的輸入電壓為0時，表示輸入端是開路的，因為電源內(nèi)阻可以看作為無限大。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(yīng)變化的關(guān)系曲線，人們都把它稱為磁化曲線。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)強度這兩個名稱，這兩個名稱在本質(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。在磁場強度H的作用下，變壓器鐵芯中的磁感應(yīng)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(jié)束時，磁場強度達到第一個最大值Hm1，同時磁感應(yīng)強度將會被磁場強度磁化到第一個最大值Bm1 ；由此產(chǎn)生一個磁感應(yīng)強度增量ΔB，ΔB = Bm1－ 0 。當序列脈沖電壓加到開關(guān)變壓器初級線圈a、b兩端時，在變壓器鐵芯中會產(chǎn)生的磁場，這磁場完全是由流過變壓器初級線圈的勵磁電流產(chǎn)生的，流過變壓器初級線圈的勵磁電流為：（28）（28）式中， iμ為流過變壓器初級線圈的勵磁電流，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為時間， iμ(0)為初始電流，即t = 0時流過變壓器初級線圈的勵磁電流。當?shù)谝粋€直流脈沖結(jié)束以后，由于開關(guān)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(chǎn)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(yīng)電流，或稱感生電流。由反電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流會在變壓器鐵芯中產(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并不是按充磁時的01磁化曲線原路返回，跟隨磁場強度下降到零，而是按另一條新的磁化曲線12返回到2點；即：第一個剩余磁通密度Br1處。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。開關(guān)電源原理與設(shè)計（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度下降到零，而只能下降到某個磁通密度剩余值，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。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(chǎn)生一個增量ΔB，ΔB = B
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