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反激變壓器工作時單相磁化該如何處理?變壓器的勵磁涌流效應(yīng)是如何發(fā)生的?

2017年06月22日 09:43 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0
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  反激變壓器工作時單相磁化該如何處理?

  反激電源變壓器工作在單向磁化狀態(tài)時氣隙的處理:軍用開關(guān)電源的反射電壓與輸出電壓有關(guān),輸出電壓越低則變壓器匝數(shù)比越大,變壓器漏感越大,開關(guān)管承受電壓越高,有可能擊穿開關(guān)管、吸收電路消耗功率越大,有可能使吸收回路功率器件永久失效。在設(shè)計低壓輸出小功率反激電源的優(yōu)化過程中必須小心處理,其處理方法有以下幾種:

  1、采用大一個功率等級的磁芯降低漏感,這樣可提高低壓反激電源的轉(zhuǎn)換效率,降低損耗,減小輸出紋波,提高多路輸出電源的交差調(diào)整率,一般常見于家電用開關(guān)電源,如光碟機(jī)、DVB機(jī)頂盒等。

  2、如果條件不允許加大磁芯,只能降低反射電壓,減小占空比。降低反射電壓可減小漏感但有可能使電源轉(zhuǎn)換效率降低,這兩者是一個矛盾,必須要有一個替代過程才能找到一個合適的點(diǎn),在變壓器替代實(shí)驗過程中,可以檢測變壓器原邊的反峰電壓,盡量降低反峰電壓脈沖的寬度和幅度,可增加變換器的工作安全裕度。一般反射電壓在110V時比較合適。

  3、增強(qiáng)耦合,降低損耗,采用新的技術(shù)和繞線工藝,變壓器為滿足安全規(guī)范會在原邊和副邊間采取絕緣措施,如墊絕緣膠帶、加絕緣端空膠帶。這些將影響變壓器漏感性能,現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中可采用初級繞組包繞次級的繞法。或者次級用三重絕緣線繞制,取消初次級間的絕緣物,可以增強(qiáng)耦合,甚至可采用寬銅皮繞制。

  反激電源變壓器磁芯工作在單向磁化狀態(tài),所以磁路需要開氣隙,類似于脈動直流電感器。部分磁路通過空氣縫隙耦合。由于功率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(磁滯回線),在工作特性曲線上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)計中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場強(qiáng)度(H)此值與磁化電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。磁路開氣隙相當(dāng)于把磁體磁滯回線向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)于磁心儲存更多的能量,此能量在開關(guān)管截止時通過變壓器次級瀉放到負(fù)載電路,反激電源磁芯開氣隙有兩個作用。

  反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài),不僅要通過磁耦合傳遞能量,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,常規(guī)反激電源應(yīng)該工作在連續(xù)模式,這樣開關(guān)管、線路的損耗都比較小,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。由于制造工藝特點(diǎn),高反壓二極管,反向恢復(fù)時間長,速度低,在電流連續(xù)狀態(tài),二極管是在有正向偏壓時恢復(fù),反向恢復(fù)時的能量損耗非常大,不利于變換器性能的提高,輕則降低轉(zhuǎn)換效率,整流管嚴(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,損耗可以降到一個比較低的水平。

  反激開關(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,過分追求絕對連續(xù)是不現(xiàn)實(shí)的,有可能需要很大的磁芯,非常多的線圈匝數(shù),同時伴隨著大的漏感和分布電容,可能得不償失。

  變壓器的勵磁涌流效應(yīng)是如何發(fā)生的?

  變壓器勵磁涌流是:變壓器全電壓充電時,在其繞組中產(chǎn)生的暫態(tài)電流。變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時工作電壓產(chǎn)生的磁通方向相同時,其總磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵芯的飽和磁通量,因此產(chǎn)生較大的涌流,其中最大峰值可達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍。勵磁涌流隨變壓器投入時系統(tǒng)電壓的相角、變壓器鐵芯的剩余磁通和電源系統(tǒng)阻抗等因素有關(guān)。最大涌流出現(xiàn)在變壓器投入時電壓經(jīng)過零點(diǎn)瞬間(該時磁通為峰值)

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