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陶显芳开关电源原理与设计系列连载八十

上网日期: 2012年06月21日 ?? 作者: 陶显芳 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:开关变压器? 开关电源? 二极管?

开关变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax参数,其实与晶体管的最大集电极电压BVceo参数一样重要。在晶体管放大电路中,当晶体管集电极与发射极两端的电压超过最大集电极电压BVceo时,晶体管就会被击穿损坏。同样,在开关电源中,当施加于开关变压器的伏秒容量(电压幅度与时间长度)超过极限伏秒容量VTmax时,开关变压器也要损坏,并且还会损坏电源开关管,及其它电路元件。

开关变压器伏秒容量的意义相当于图2-56中斜线为界的矩形面积,决定面积大小的两条边分别由开关变压器的工作电压(直流脉冲幅度)V和持续通电时间T(脉冲宽度)的乘积组成。其极限伏秒容量VTmax相当于以Vmax为一条边与τmax为另一条边所构成的面积,灰色区域部分相当于开关变压器正常工作时伏秒容量的面积。

不过这里还应强调指出,只要伏秒容量的面积没有超出极限伏秒容量的面积,V或T任何一条边分别都可以超出图2-56中所示的V或T边上的Vmax和τmax的长度。

结合图2-55和图2-56,我们可以看出,使用开关变压器时,最好让流过开关变压器线圈的最大工作电流约等于图2-55中 ,或者让开关脉冲的宽度约等于 。


图2-56 开关变压器伏秒容量的意义

当流过开关变压器线圈的最大工作电流等于图2-55中Ib 时,开关变压器线圈的电感量为最大值Lmax ;在此种情况下,开关变压器的工作效率最高,因为,此时开关变压器铁芯损耗与开关变压器线圈损耗的乘积最小(磁滞损耗与励磁电流的大小成正比,还与磁感应强度增量的平方成正比;涡流损耗与磁感应强度增量的平方成正比;铜阻的损耗与导线的长度成正比);并且,开关变压器的伏秒容量VTb与极限伏秒容量VTmax还有很大的安全距离。

目前,一般开关变压器都大量选用铁氧体磁芯为铁芯材料,这种铁氧体磁芯的磁饱和磁感应强度Bs一般为4500~5000高斯,因此,由图2-55可以看出,开关变压器铁芯的最佳磁感应强度Bb大约为磁饱和磁感应强度Bs的一半左右,即:Bb = 2300~2500高斯。因此,当使用(4)式对开关变压器初级线圈进行计算的时候,公式中最大磁感应强度Bm的取值,最好不要超过2500高斯。

由于开关变压器铁芯磁饱和磁感应强度Bs参数的分散性,用什么方法,我们才能知道开关变压器的铁芯正好就工作于最佳磁感应强度Bb的位置上呢?或者我们拿到一个开关变压器,到底应该取多大的脉冲宽度,以及占空比,或者工作频率,才合理呢?

这个必须通过对开关变压器伏秒容量的测量,才能最后作出决定,同时还可以检查开关变压器铁芯气隙长度留得是否合适。

下面我们通过对开关变压器伏秒容量进行测量的例子,进一步分析伏秒容量的实用意义。







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