收藏本站 The Best Quality of Power Equipment

直流开关电源中波形失真的罪魁祸首-变压器设计原则

功率变压器是直流开关电源中非常重要的部件,它和一般电源变压器一样也是经过磁耦合来传输能量的。在这种功率变压器中完成磁耦合的磁路不是一般变压器中的硅钢片,而是在高频情况下作业的磁导率较高的铁氧体磁心或铍莫合金等磁性材料,其意图是为了获得较大的励磁电感、减小磁路中的功率损耗,使之能以最小的损耗和相位失真传输具有宽频带的脉冲能量。直流开关电源中变压器所带来的波形失真有哪几点?  

    (a)输入波形(b)输出波形  
    (1)上升沿和下降沿变得歪斜,即存在上升时间和下降时间;  
    (2)上升进程的末了时间,有上冲,乃至呈现振动现象;  
    (3)下降进程的末了时间,有下冲,也可能呈现振动波形;  
    (4)平顶部分是逐步下降的。  
    这些失真反映了实际脉冲变压器和抱负变压器的不同,考虑到各种因素对波形的影响。  
    在脉冲效果的各段时间内,每个元件并不都是一起起主要效果,任何一个脉冲波形能够分解成基波与许多谐波的叠加。脉冲的上升沿和下降沿包括着各种高频重量,而脉冲的平顶部分包括着各种低频重量。因而在上升、下降平和顶进程中,各元件表现出来的阻抗也不一样。  
    上升阶段  
    关于一般的正脉冲而言,上升阶段即脉冲前沿,信号中包括丰富的高频成分,当高频重量经过脉冲变压器时,容抗1/ωC很小,而感抗ωLm1很大,比较起来,可将Lm1的效果疏忽,而在串联的支路中,Li的效果即较为明显。  
   在这个电路中,频率越高,ωLi越大,而1/ωC越小,因而高频信号大多降在Li上,输出的高频重量就减少了,可见输入信号Usm前沿中所包括的高频重量就不能彻底传输到输出端,频率越高的成分抵达输出端越小,结果在输出端得到的波形前沿就和输入波形不同,即发生了失真。  
    要想减小这种波形失真,就要尽量减小分布电容(应减小变压器一次绕组的匝数)。但又要得到必定的绕组电感量,所以需要用高磁导率的磁心。在绕制上也能够采取一些办法来减小分布电容,例如用分段绕法;为了减小漏感,可选用一、二次绕组交叠绕法等。  
    平顶阶段  
    脉冲的平顶包括着各种低频重量。在低频情况下,并联在输出端的3个元件中,电容的容抗1/ωC很大,因而电容C能够疏忽。一起在串联支路中,感抗ωLi很小,也能够省略。信号源也能够等效成电动势为Usm的直流电源。可用下述公式表达:  
    U′o=(UsmRL′)e-T/τ/(Rs+RL′)  
    τ=Lm1(Rs+RL′)RsRL′  
    可见U′o为一下降的指数波形,其下降速度决定于时间常数τ,τ越大,下降越慢,即波形失真越小。为此,应尽量加大Lm1,而减小Rs和RL′,但这是有限的。如果Lm1太大,必定使绕组的匝数许多,这将导致绕组分布电容加大,致使脉冲上升沿变坏。  
    下降阶段  
    下降阶段的信号源相当于直流电源Usm串联的开关由闭合到断开的阶段,它与上升阶段虽然是相对的进程,但有两个不同;一是电感Lm1中有励磁电流,并开端释放,因而Lm1不能省略;二是开关断开后,Rs便不起效果。  
    在脉冲变压器平顶阶段今后,Lm1中存储了比较大的磁能,因而在开关断开后,会呈现剧烈的振动,并发生很大的下冲。为了消除下冲往往选用阻尼办法。 

相关文章

在线留言

*

*

◎欢迎您的留言,您也可以通过以下方式联系我们:

◎客户服务热线:021-51095123

◎邮箱:xin021@126.com

021-51095123
扫描二维码关注我们

扫描二维码 关注我们