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可饱和电感与磁放大器的联合应用

发布时间:2008/10/9 0:00:00 访问次数:453

  可饱和电感与磁放大器联合应用的方式之一,是磁放大器的稳压利用了可饱和电感导通延时的物理特性,控制开关转换器的占空比和输出功率来稳定输出电压的一种方法。在可饱和电感上加上适当的采样和控制元件,调节其导通延时的时间,就可以构成最常见的磁放大器稳压电路。图1所示是一个输人为110~220v交流50 hz电压,输出为直流5v/20a,12v/10a的双管正激式开关电源的电路。其中,5v/20a是主控回路,其辅助输出12v/1oa的电路因输出电流较大,对稳压精度和负载稳定度都有较高的要求,采用普通的方法稳压效果都不是很理想的。如果采用磁放大器稳压技术就可以圆满地解决这一问题,使稳压电路的结构简单,耗散功率小,并可以达到毫伏级的稳压精度。

  图1 双管正激式开关稳压电源电路图

  110~220v交流50hz输入经过有源功率困数校正电路提升电压后,输出400v的直流电压加在功率模块的初级上,次级绕组w1输出峰值为20v,占空比约为25%的方波电压,次级绕组w2的输出峰值电压为50v。在加人磁放大器稳压电路(见图⒍62中虚线框内部分)前,辅助电路12v处的输出电压u2=50v×0.25=12.5v,在5v满载而12v空载时,由于辅助输出电路没有死负载放电回路,实际输出电压还会高得多。加人磁放大器稳压电路后,由于它的调节作用,辅助输出电路在任何负载条件下都可以得到理想的12v输出电压。下面介绍磁放大器稳压电路的工作原理,稳压过程中可饱和电感坛的磁感应强度变化曲线仍可由图1 表示。

  初级功率开关管v1和v2截止时,次级二极管d1反向截止,二极管d2导通续流,储能电感l1释放能量,电源的辅助输出电路处于关断状态,此时,一个毫安级的小电流if经过v3,d3流入可饱和电感ls,在ls中产生了附加磁感应强度b。,b。位于磁滞回线的c点。在功率开关管v1 和v2重新导通后,由于电感ls的限流作用,d1中的电流只能缓慢增大,砀仍起着续流的作用,电源的辅助输出电路仍处于关断状态。只有在经过△t的延时时间后,当d1中的电流增加到了一定数值,ls中的磁感应强度达到了饱和磁感应强度bs(a点)时,l1才能立即饱和,d1中的电流迅速增加,砀迅速截止,储能电感l1进人储能阶段,电源的辅助输出电路进人导通状态。

  由上面的分析可知,由于可饱和电感ls的接人,使得辅助输出电路的导通时间ls占空比du,都较主输出电路小,通过对占空比du,的调节最终实现了辅助输出电路的稳压目的。du.具有很大的调节范围,在辅助输出电路完全空载时,du,几乎可以被调节到零,从而使辅助输出电路具有了很高的负载稳定度和稳压精度。占空比du,可以根据下式进行计算

  式中ton——主输出电路的导通时间;.

   t——电源的开关周期; |

   △t——ls的导通延时时间。

  可饱和电感的导通延时时间△t由附加磁感应强度bo电流if等确定,bo、if由采样控制电路根据输出电压的大小自动调节。△t由下式计算

  △t=wae(bs-bo)/ul

  式中 bs——可饱和电感的饱和磁通密度;

   bo——介于±bs之间,由工作电流if确定;

  ae——可饱和电感的磁心截面积;

   w——可饱和电感的绕组匝数;

   ul——加在可饱和电感两端的电压。

  在bo=- bs时,△t有最大值△tmax=2waebs/ul;在bo=br时,△t有最小值△tmin=wae(bs-br)/ul。if一般设计为几十毫安,if的近似值由下式计算

  式中 he——可饱和电感的矫顽力;

  μi——起始磁导率;

   lm——可饱和电感的等效磁路长度。

  基于与正激电源辅助输出稳压同样的原理,由两套磁放大器稳压电路就可以构成推挽电源、桥式电源的辅助输出稳压单元。此外,也可以由磁放大器方便地组成正反混激电源辅助输出稳压单元等。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  可饱和电感与磁放大器联合应用的方式之一,是磁放大器的稳压利用了可饱和电感导通延时的物理特性,控制开关转换器的占空比和输出功率来稳定输出电压的一种方法。在可饱和电感上加上适当的采样和控制元件,调节其导通延时的时间,就可以构成最常见的磁放大器稳压电路。图1所示是一个输人为110~220v交流50 hz电压,输出为直流5v/20a,12v/10a的双管正激式开关电源的电路。其中,5v/20a是主控回路,其辅助输出12v/1oa的电路因输出电流较大,对稳压精度和负载稳定度都有较高的要求,采用普通的方法稳压效果都不是很理想的。如果采用磁放大器稳压技术就可以圆满地解决这一问题,使稳压电路的结构简单,耗散功率小,并可以达到毫伏级的稳压精度。

  图1 双管正激式开关稳压电源电路图

  110~220v交流50hz输入经过有源功率困数校正电路提升电压后,输出400v的直流电压加在功率模块的初级上,次级绕组w1输出峰值为20v,占空比约为25%的方波电压,次级绕组w2的输出峰值电压为50v。在加人磁放大器稳压电路(见图⒍62中虚线框内部分)前,辅助电路12v处的输出电压u2=50v×0.25=12.5v,在5v满载而12v空载时,由于辅助输出电路没有死负载放电回路,实际输出电压还会高得多。加人磁放大器稳压电路后,由于它的调节作用,辅助输出电路在任何负载条件下都可以得到理想的12v输出电压。下面介绍磁放大器稳压电路的工作原理,稳压过程中可饱和电感坛的磁感应强度变化曲线仍可由图1 表示。

  初级功率开关管v1和v2截止时,次级二极管d1反向截止,二极管d2导通续流,储能电感l1释放能量,电源的辅助输出电路处于关断状态,此时,一个毫安级的小电流if经过v3,d3流入可饱和电感ls,在ls中产生了附加磁感应强度b。,b。位于磁滞回线的c点。在功率开关管v1 和v2重新导通后,由于电感ls的限流作用,d1中的电流只能缓慢增大,砀仍起着续流的作用,电源的辅助输出电路仍处于关断状态。只有在经过△t的延时时间后,当d1中的电流增加到了一定数值,ls中的磁感应强度达到了饱和磁感应强度bs(a点)时,l1才能立即饱和,d1中的电流迅速增加,砀迅速截止,储能电感l1进人储能阶段,电源的辅助输出电路进人导通状态。

  由上面的分析可知,由于可饱和电感ls的接人,使得辅助输出电路的导通时间ls占空比du,都较主输出电路小,通过对占空比du,的调节最终实现了辅助输出电路的稳压目的。du.具有很大的调节范围,在辅助输出电路完全空载时,du,几乎可以被调节到零,从而使辅助输出电路具有了很高的负载稳定度和稳压精度。占空比du,可以根据下式进行计算

  式中ton——主输出电路的导通时间;.

   t——电源的开关周期; |

   △t——ls的导通延时时间。

  可饱和电感的导通延时时间△t由附加磁感应强度bo电流if等确定,bo、if由采样控制电路根据输出电压的大小自动调节。△t由下式计算

  △t=wae(bs-bo)/ul

  式中 bs——可饱和电感的饱和磁通密度;

   bo——介于±bs之间,由工作电流if确定;

  ae——可饱和电感的磁心截面积;

   w——可饱和电感的绕组匝数;

   ul——加在可饱和电感两端的电压。

  在bo=- bs时,△t有最大值△tmax=2waebs/ul;在bo=br时,△t有最小值△tmin=wae(bs-br)/ul。if一般设计为几十毫安,if的近似值由下式计算

  式中 he——可饱和电感的矫顽力;

  μi——起始磁导率;

   lm——可饱和电感的等效磁路长度。

  基于与正激电源辅助输出稳压同样的原理,由两套磁放大器稳压电路就可以构成推挽电源、桥式电源的辅助输出稳压单元。此外,也可以由磁放大器方便地组成正反混激电源辅助输出稳压单元等。

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