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單端正激式激勵變壓器
1970年01月01日 08:00 變壓器產業網
  在開關電源中,激勵電路十分重要,特別是采用MOSFET為主開關管時更為重要,激勵電路有時采用單端正激式電路來激勵主開關管,如圖1所示,電路中應用了激勵變壓器,實現電壓脈沖變換和隔離。該激勵變壓器設計與一般脈沖變壓器類同,但是,由于開關電源的頻率較高,脈沖間隙時間很短,占空比通常會達到50%,而且,要求在下一個脈沖到來之前變壓器磁狀態必須復位,為了實現在脈沖間隔時間內達到磁復位,變壓器的純磁化電感不能大,并采用了回授繞組NP2和箝位二極管D1,有效地限制了反沖幅值,保護場效應管V1不致被反沖電壓擊穿,在保證V1不被損壞的前提下才有可能改變磁化電感和R1值來實現變壓器的磁復位。
  反沖特性和磁復位的分析
  反沖特性和磁復位是變壓器磁心中貯存的磁場能量和等效電容中貯存的電場能量泄放的瞬變過程。
  在脈沖開始下降瞬間,脈沖源與負載相繼斷開,此時貯存在勵磁電感和電容中的能量開始泄放,電容C經R1L△放電,當電容器上貯存的電能全部放完時,則電壓脈沖降到零,放完電所需的時間就是所謂的后沿時間。電路中由于電感的存在,電流并不因此停止,電容被反充電,形成所謂的反沖電壓;電路分析表明,這種瞬變過程的特性完全取決于并聯回路的參量,一般會出現三種狀態:即欠阻尼振蕩,臨界阻尼振蕩和過阻尼振蕩。
  三種振蕩形式的歸一化方程為:
  臨界阻尼振蕩k1=1U1(t)/U0=[1-(1+2△)2X1]
  過阻尼振蕩k11 式中:k1=/2R1為阻尼因子
  △=R1p/L△為反沖因子
  X1=tb/T1為相對時間常數
  tb為磁復位時間 T1=在U1(t)電壓方程的基礎上,可以導出變壓器磁恢復時間的表達式,但電路設計均在過阻尼狀態,則可得到如下表達式:tb=L△/R1ln[10(△+R12C/L△)]
  變壓器設計要點
  (1)在圖1電路中,脈沖源和負載均為場效應管,其輸入電容較大,通常采用減小L△來加速磁復位,但減小電感容易引起欠阻尼振蕩,嚴重時會導致V2場效應管二次導通或截止不充分,因此必須控制初級電感值,保證變壓器能達到磁復位和不出現欠阻尼振
  蕩,在控制電感值還不能達到滿意結果時,可以調整次級并聯電阻R1;當R1減小時,振蕩會消失,但恢復時間會延長,所以電路和變壓器兩者之間應具有調整范圍,以保證在不出現振蕩的前提下變壓器磁狀態也得到復位,佳狀態應當是臨界狀態,但電路很難設計在臨界狀態工作。
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