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多層線(xiàn)路板在開(kāi)關(guān)電源電路中應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2010-11-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  文中低壓輸出指小于或等于5V的輸出,像這一類(lèi)小功率電源,本人的經(jīng)驗(yàn)是,功率輸出大于20W輸出可采用正激式,可獲得最佳性?xún)r(jià)比,當(dāng)然這也不是決對(duì)的, 與個(gè)人的習(xí)慣,應(yīng)用的環(huán)境有關(guān)系,下次談一談反激電源用磁性芯,磁路開(kāi)氣隙的一些認(rèn)識(shí),希望各位高人指點(diǎn)。

  反激電源變壓器磁芯在工作在單向磁化狀態(tài),所以磁路需要開(kāi)氣隙,類(lèi)似于脈動(dòng)直流電感器。部分磁路通過(guò)空氣縫隙耦合。為什么開(kāi)氣隙的原理本人理解為:由于功 率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(xiàn)(磁滯回線(xiàn)),在工作特性曲線(xiàn)上Y軸表示磁感應(yīng)強(qiáng)度(B),現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝一般飽和點(diǎn)在400mT以上,一般此值 在設(shè)計(jì)中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)此值與磁化電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。磁路開(kāi)氣隙相當(dāng)于把磁體磁滯回線(xiàn)向X 軸向傾斜,在同樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度下,可承受更大的磁化電流,則相當(dāng)于磁心儲(chǔ)存更多的能量,此能量在開(kāi)關(guān)管截止時(shí)通過(guò)變壓器次級(jí)瀉放到負(fù)載電路,反激電源磁芯 開(kāi)氣隙有兩個(gè)作用。其一是傳遞更多能量,其二防止磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。

  反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài),不僅要通過(guò)磁耦合傳遞能量,還擔(dān)負(fù)電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心,氣隙太大可使漏感 變大,磁滯損耗增加,鐵損、銅損增大,影響電源的整機(jī)性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和,導(dǎo)致電源損壞

  所謂反激電源的連續(xù)與斷續(xù)模式是指變壓器的工作狀態(tài),在滿(mǎn)載狀態(tài)變壓器工作于能量完全傳遞,或不完全傳遞的工作模式。一般要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì),常規(guī)反 激電源應(yīng)該工作在連續(xù)模式,這樣開(kāi)關(guān)管、線(xiàn)路的損耗都比較小,而且可以減輕輸入輸出電容的工作應(yīng)力,但是這也有一些例外。 需要在這里特別指出:由于反激電源的特點(diǎn)也比較適合設(shè)計(jì)成高壓電源,而高壓電源變壓器一般工作在斷續(xù)模式,本人理解為由于高壓電源輸出需要采用高耐壓的整 流二極管。由于制造工藝特點(diǎn),高反壓二極管,反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng),速度低,在電流連續(xù)狀態(tài),二極管是在有正向偏壓時(shí)恢復(fù),反向恢復(fù)時(shí)的能量損耗非常大,不利于 變換器性能的提高,輕則降低轉(zhuǎn)換效率,整流管?chē)?yán)重發(fā)熱,重則甚至燒毀整流管。由于在斷續(xù)模式下,二極管是在零偏壓情況下反向偏置,損耗可以降到一個(gè)比較低 的水平。所以高壓電源工作在斷續(xù)模式,并且工作頻率不能太高。 還有一類(lèi)反激式電源工作在臨界狀態(tài),一般這類(lèi)電源工作在調(diào)頻模式,或調(diào)頻調(diào)寬雙模式,一些低成本的自激電源(RCC)常采用這種形式,為保證輸出穩(wěn)定,變 壓器工作頻率隨著,輸出電流或輸入電壓而改變,接近滿(mǎn)載時(shí)變壓器始終保持在連續(xù)與斷續(xù)之間,這種電源只適合于小功率輸出,否則電磁兼容特性的處理會(huì)很讓人 頭痛

  反激開(kāi)關(guān)電源變壓器應(yīng)工作在連續(xù)模式,那就要求比較大的繞組電感量,當(dāng)然連續(xù)也是有一定程度的,過(guò)分追求絕對(duì)連續(xù)是不現(xiàn)實(shí)的,有可能需要很大的磁芯,非常 多的線(xiàn)圈匝數(shù),同時(shí)伴隨著大的漏感和分布電容,可能得不償失。那么如何確定這個(gè)參數(shù)呢,通過(guò)多次實(shí)踐,及分析同行的設(shè)計(jì),本人認(rèn)為,在標(biāo)稱(chēng)電壓輸入時(shí),輸 出達(dá)到50%~60%變壓器從斷續(xù),過(guò)渡到連續(xù)狀態(tài)比較合適?;蛘咴谧罡咻斎腚妷籂顟B(tài)時(shí),滿(mǎn)載輸出時(shí),變壓器能夠過(guò)渡到連續(xù)狀態(tài)就可以了。


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