可飽和電感與磁放大器的聯(lián)合應(yīng)用

　　可飽和電感與磁放大器聯(lián)合應(yīng)用的方式之一，是磁放大器的穩(wěn)壓利用了可飽和電感導(dǎo)通延時(shí)的物理特性，控制開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的占空比和輸出功率來(lái)穩(wěn)定輸出電壓的一種方法。在可飽和電感上加上適當(dāng)?shù)牟蓸雍涂刂圃?，調(diào)節(jié)其導(dǎo)通延時(shí)的時(shí)間，就可以構(gòu)成最常見(jiàn)的磁放大器穩(wěn)壓電路。圖1所示是一個(gè)輸人為110～220V交流50 Hz電壓，輸出為直流5v/20A，12V/10A的雙管正激式開(kāi)關(guān)電源的電路。其中，5V/20A是主控回路，其輔助輸出12v/1OA的電路因輸出電流較大，對(duì)穩(wěn)壓精度和負(fù)載穩(wěn)定度都有較高的要求，采用普通的方法穩(wěn)壓效果都不是很理想的。如果采用磁放大器穩(wěn)壓技術(shù)就可以圓滿(mǎn)地解決這一問(wèn)題，使穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗散功率小，并可以達(dá)到毫伏級(jí)的穩(wěn)壓精度。

　　圖1 雙管正激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路圖

　　110～220V交流50Hz輸入經(jīng)過(guò)有源功率困數(shù)校正電路提升電壓后，輸出400V的直流電壓加在功率模塊的初級(jí)上，次級(jí)繞組W1輸出峰值為20V，占空比約為25%的方波電壓，次級(jí)繞組W2的輸出峰值電壓為50V。在加人磁放大器穩(wěn)壓電路（見(jiàn)圖⒍62中虛線(xiàn)框內(nèi)部分）前，輔助電路12V處的輸出電壓U2＝50V×0.25＝12.5V，在5V滿(mǎn)載而12V空載時(shí)，由于輔助輸出電路沒(méi)有死負(fù)載放電回路，實(shí)際輸出電壓還會(huì)高得多。加人磁放大器穩(wěn)壓電路后，由于它的調(diào)節(jié)作用，輔助輸出電路在任何負(fù)載條件下都可以得到理想的12V輸出電壓。下面介紹磁放大器穩(wěn)壓電路的工作原理，穩(wěn)壓過(guò)程中可飽和電感壇的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線(xiàn)仍可由圖1 表示。

　　初級(jí)功率開(kāi)關(guān)管V1和V2截止時(shí),次級(jí)二極管D1反向截止，二極管D2導(dǎo)通續(xù)流，儲(chǔ)能電感L1釋放能量，電源的輔助輸出電路處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)，一個(gè)毫安級(jí)的小電流If經(jīng)過(guò)V3，D3流入可飽和電感Ls，在Ls中產(chǎn)生了附加磁感應(yīng)強(qiáng)度B。,B。位于磁滯回線(xiàn)的C點(diǎn)。在功率開(kāi)關(guān)管V1 和V2重新導(dǎo)通后，由于電感Ls的限流作用，D1中的電流只能緩慢增大，碭仍起著續(xù)流的作用，電源的輔助輸出電路仍處于關(guān)斷狀態(tài)。只有在經(jīng)過(guò)△T的延時(shí)時(shí)間后，當(dāng)D1中的電流增加到了一定數(shù)值，Ls中的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到了飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs（A點(diǎn)）時(shí)，L1才能立即飽和，D1中的電流迅速增加，碭迅速截止，儲(chǔ)能電感L1進(jìn)人儲(chǔ)能階段，電源的輔助輸出電路進(jìn)人導(dǎo)通狀態(tài)。

　　由上面的分析可知，由于可飽和電感Ls的接人，使得輔助輸出電路的導(dǎo)通時(shí)間Ls占空比Du，都較主輸出電路小，通過(guò)對(duì)占空比Du，的調(diào)節(jié)最終實(shí)現(xiàn)了輔助輸出電路的穩(wěn)壓目的。Du．具有很大的調(diào)節(jié)范圍，在輔助輸出電路完全空載時(shí)，Du，幾乎可以被調(diào)節(jié)到零，從而使輔助輸出電路具有了很高的負(fù)載穩(wěn)定度和穩(wěn)壓精度。占空比Du，可以根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算

　　式中TON——主輸出電路的導(dǎo)通時(shí)間；．

　　 T——電源的開(kāi)關(guān)周期； ｜

　　 △T——Ls的導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間。

　 可飽和電感的導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間△T由附加磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo電流If等確定，Bo、If由采樣控制電路根據(jù)輸出電壓的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)?！鱐由下式計(jì)算

　　△T＝WAe(Bs-Bo)/uL

　　式中 Bs——可飽和電感的飽和磁通密度；

　 　Bo——介于±Bs之間，由工作電流If確定；

　　Ae——可飽和電感的磁心截面積；

　　 W——可飽和電感的繞組匝數(shù)；

　 　Ul——加在可飽和電感兩端的電壓。

　　在Bo＝－ Bs時(shí)，△T有最大值△Tmax＝2WAeBs/UL；在Bo＝Br時(shí)，△T有最小值△Tmin＝wAe(Bs-Br)/UL。If一般設(shè)計(jì)為幾十毫安，If的近似值由下式計(jì)算

　　式中 He——可飽和電感的矯頑力；

　　μi——起始磁導(dǎo)率；

　 　lm——可飽和電感的等效磁路長(zhǎng)度。

　　基于與正激電源輔助輸出穩(wěn)壓同樣的原理，由兩套磁放大器穩(wěn)壓電路就可以構(gòu)成推挽電源、橋式電源的輔助輸出穩(wěn)壓?jiǎn)卧?。此外，也可以由磁放大器方便地組成正反混激電源輔助輸出穩(wěn)壓?jiǎn)卧取?/P>