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反激拓撲的電源適配器電磁原理

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反激拓撲的電源適配器電磁原理

反激拓撲的電源適配器電磁原理

從圖中繞組同名端的標識可見,當開關管Q導通且初級流過電流時,次級沒有電流流動。這一點與電源適配器正激拓撲類型變換器完全不同,電源適配器在正激拓撲類型變換器中,當電流流過初級時,次級也有電流流動,即初級電流流入同名端時,次級電流流出同名端。

由于初/次級負載安匝數相互抵消,它們不會使磁心沿磁滯回線移動。因此對電源適配器正激拓撲類型的變換器,只有勵磁電流會使磁心沿磁滯回線移動,并可能使它飽和。但勵磁電流僅為初級總電流的很小一部分(一般小于總電流的10%)。
但是,在反激變換器中,沒有次級安匝數抵消初級安匝數。圖中的全部三角波初級電流都會使磁心沿磁滯回線移動。這樣情況下,若未采取任何預防措施,即使很低的輸出功率,無氣隙的磁心幾乎就會立即飽和從而損壞開關管。
為防止反激變壓器磁心飽和,通常的做法是給磁心加氣隙。給磁心加氣隙有兩種方法。種是采用實心鐵氧體磁心。可通過研磨掉EE型或罐型磁心的中心柱的一部分以形成氣隙。也可以通過在U型或UU型磁心的兩片接合處插入塑料薄片,從而得到需要的氣隙。
更常用的方法是采用MPP(坡莫合金粉末)磁心。這種磁心是將磁粉混合后烘焙硬化制成的,也就是將磁粉與塑料樹脂黏合劑混合為漿體后澆鑄成圓環狀。這樣,磁環中每一個磁粒都被樹脂包覆,作用如分布空氣磁隙,可防止磁心飽和。這種被磨成磁粉的基本磁心材料名為square permalloy 80,它是由 Magnetics和 Arnold Magnetics公司制造的一種合金材料,含79%的鎳、17%的鐵和4%的鉬。
可以通過控制漿體中的磁粒子濃度來控制磁環的磁導率。在很高的溫度變化范圍內也能保證磁導率的變化不超過±5%,且可獲得的磁導率范圍為14~550。磁導率低的磁心可以看作是內部氣隙較大的磁心,要得到相同的所需電感量需要的匝數較多,但對應的飽和安匝數也高。磁導率高的磁心所需的匝數相對較少,但其飽和安匝數也低。
這樣的MPP磁心不僅用于初級電流為單向直流的反激變換器,它也可用作正激變換器中需要承受很大直流分量的輸出電感。


巴西認證電源適配器鐵氧體磁心加氣隙防止飽和
給電源適配器實心鐵氧體磁心加氣隙有兩個作用。第一,可以使電源適配器磁滯回線傾斜,從而降低磁導率,這是選擇匝數以得到某定值電感量時必要的已知條件;第二,也是更重要的,它可以提高飽和安匝數。
磁心制造商通常都會給出可用來計算對應電感所需匝數的曲線圖和飽和安匝數。如圖所示,這些曲線及磁環不同氣隙下的每千匝電感量A和飽和安匝數Nm。由于電感與繞組匝數的平方成正比,因此可以利用下式計算不同電感值所需的匝數N1。

反激拓撲的電源適配器電磁原理

圖示出了不同氣隙下的A曲線及飽和開始的臨界拐點。從圖中可見,氣隙越大,A1值越低,飽和拐點的安匝數也就越高。若能得到所有磁心在不同氣隙下的A值曲線,則可依據曲線讀出A值,再根據式計算出選定氣隙下得到某一給定電感值所需要的繞組匝數。從曲線的拐點可知,在給定的初級電流下磁心飽和的安匝數。


盡管不能得到所有磁心全部氣隙下的A1曲線,但這并不是問題。根據式和無氣隙時的A1值(A1值一般在電源適配器廠家產品目錄會給出)可以較準確地計算出A1值。不同氣隙情況下的磁心飽和拐點可根據式計算得出,飽和拐點對應于磁心磁密B1,在B點處磁滯曲線開始彎曲進入飽和段。

從圖可以看出,對于 Ferroxcube38鐵氧體材料,這個拐點并不是很確定,大約為2500。因此,將2500代人式,即可求出飽和安匝數。在式中,由于A一般都很大,氣隙長度L遠大于L,因此通常情況下式中磁密主要由氣隙長度L決定。

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| 發布時間:2019.01.19    來源:電源適配器廠家
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