高頻磁放大器

磁放大器可用作高可靠性的控制元器件，過載時(shí)它有較強(qiáng)的抑制浪涌電壓的能力。磁放大器磁心的尺寸會(huì)隨開關(guān)頻率的增大而反比例減小，當(dāng)開關(guān)頻率為50kHz以上時(shí)，磁放大器的尺寸已比得上半導(dǎo)體開關(guān)元器件，而且，由于是驅(qū)動(dòng)頻率的半個(gè)周期，因此，磁放大器的響應(yīng)時(shí)間也會(huì)隨著開關(guān)頻率的增大而反比例變短。采用磁放大器的最大優(yōu)點(diǎn)是可以抑制二極管截止時(shí)由于存貯時(shí)間產(chǎn)生的浪涌電流。

圖所示為磁放大器式開關(guān)穩(wěn)壓器與二極管的恢復(fù)特性。圖(a)所示電路中，逆變器將直流電壓變換為交流電壓，通過變壓器T1與半波式磁放大器LA進(jìn)行耦合。磁放大器將逆變器輸出電壓的變化部分(誤差)作為其輸入信號(hào)，從而對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整使其穩(wěn)定。逆變器可采用多輸出的正向激勵(lì)變換器，可在各輸出端接人磁放大器對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整。圖(a)所示電路的開關(guān)頻率至少為50kHz以上，對(duì)于這種頻率，逆變器或正向激勵(lì)變換器的變換效率保持在90%以上。

圖 磁放大器式開關(guān)穩(wěn)壓器與二極管的恢復(fù)特性

(a)開關(guān)穩(wěn)壓器;(b)二極管的恢復(fù)特性

圖(b)示出了二極管VD1的恢復(fù)特性。圖中，實(shí)線為沒有接入磁放大器時(shí)的恢復(fù)特性，虛線是接入時(shí)的恢復(fù)特性。沒有接入磁放大器時(shí)，在復(fù)位的半個(gè)周期的最初期間，在主開關(guān)由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通的瞬間，VD1存貯的電荷形成較大的反向電流。在恢復(fù)期間，反向電流在VD1兩端產(chǎn)生浪涌電壓，該浪涌電壓在輸出端表現(xiàn)為噪聲。若與VD1串聯(lián)磁放大器LA，由于磁心飽和電感與部分復(fù)位的關(guān)系使二極管恢復(fù)特性變緩，則抑制了浪涌電壓的產(chǎn)生，同時(shí)也就減小了輸出噪聲。然而，高頻使用部分復(fù)位的磁放大器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)死區(qū)使最大輸出電壓降低，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這個(gè)問題。另外，在控制的半個(gè)周期內(nèi)磁心飽和瞬間，VD2反向?qū)ㄒ矔?huì)產(chǎn)生浪涌電壓，為此，應(yīng)與VD2串聯(lián)一個(gè)高頻特性優(yōu)良的可飽和電感LB，且要采用非晶形磁心。

磁放大器式變換器的開關(guān)頻率一般為50～200kHz，這時(shí)，磁放大器的磁心希望使用高頻損耗小、具有方形磁化特性的優(yōu)質(zhì)磁性材料，目前最廣泛使用的是非晶形磁心。如果減小磁心的高頻損耗，可進(jìn)一步提高開關(guān)頻率。

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