开关变压器的伏秒容量与测量- 陶显芳.pdf开关变压器的伏秒容量与测量- 陶显芳pdf,通过对开关变

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详细说明：开关变压器的伏秒容量与测量- 陶显芳pdf,通过对开关变压器伏秒容量的测量，可以知道开关变压器的铁芯是否正好工作于最佳磁通密度的位置上；以及占空比，或者工作频率，是否取得合理；同时还可以检查开关变压器铁芯气隙长度取得是否合适UFIDA用反复软供工程 www.use.comcn =EX T =kS(Bm-Br)N1 (5)式就是计算反激式开关变压器初级线圈N1绕组匝数的公式,式中,N1为开关变压器初级线圈N1绕组的最少匝数,S为开关变压器铁心的导磁面积, 单位:平方厘米;Bm为开关变压器铁心的最大磁感应强度,单位;高斯;Br为开关变压器铁心的剩余磁感应强度,单位;高斯),Br一般简称剩磁;t= Ton,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度,单位:秒:E为工作电压,单位为伏。式中的指数(k=108)是統一单位用的,选用不同单位制,指数的值也不一样,这里选用CGS单位制,即:长度为厘米(cm),碰感应强度为高斯(Gs),磁道单位为麦克斯韦(Mx) 就是开关变压器的伏秒容量,即:伏秒容量等于输入脉冲电压幅度与脉冲宽度的乘积,这里我们把伏秒容量用Ⅵ「来表示。(6)式中,E 由于(6)式中,磁感应强度一肢鄱是取使用范围的最大值,因此,(6)式中的伏秒容量ⅥT也应该是表示开关变压器伏杪容量的最大值,或额定值,这是使用伏秒容量时应该注意的地方,这和使用变压器的功率时的情况基本是一样的,即:变压器的功率一般都指额定输出功率 (6)式与(1)式都是变压器伏秒容量的表达式,只是具体表示方式有点不同,在这里(6)式仅表示反激式开关变压器的伏秒容量,而(1)式则表示所有开关变压器的伏秒容量,所以,(1)式的应用范围比(6)式更大一些。从(1)式和(6)式可以看出,伏秒容量对于开关变压器来说,是一个非常重要的物理量,在应用中,开关变压器的最大伏秒容量还表示:一个开关变压器能够承受多高的输入电压和多长时间的冲击。在开关变压器伏秒容量一定的条件下,输入电压越高,开关变压器能够承受冲击的时间就越短,反之,输入电压越低,开关变压器能够承受冲击的时间就越长:而在一定工作电压的条件下,开关变压器的伏杪容量越大,开关变压器铁芯中的磁通密度就越低,开关变压器的铁芯就不容易饱和。在反激式开关电源中,当开关变压器的铁芯面积固定以后,开关变压器的伏秒容量主要就是由磁通增量AB(AB=Bm-Br)的大小以及开关变压器初级线圈的匝数N1来决定,如图3所示从图3可以看出,磁感应强度是由磁场强度来决定的,即磁通增量AB也是由磁场强度来决定的。图3中,虚线B为开关变压器铁芯的初始磁化曲线,所谓初始磁化曲线就是开关变压器铁芯还没有带磁,第一次使用时的磁化曲线,一旦开关变压器铁芯带上磁后,初始磁化曲线就不再存在了,因此,在开关变压器中,开关变压器铁芯的磁化一般都不是按初始磁化曲线来进行工作的,而是随着磁场强度增加和减少,磁感应强度将沿着磁化曲线ab和ba,或磁化曲线 cd和dc,来回变化。当磁场强度增加时,磁场强度对丌关变压器铁芯进行充磁:当磁场强度减少时,磁场强度对开关变压器铁芯进行退磁。第3页共6页 UFIDA用反复软供工程 www.use.comcn B B B Bml Brl B 图3 同www.dlanyl 图3中,当磁场强度由0增加到H1,对应的磁感应强度也由B1沿着磁化曲线ab增加到Bm1:而当磁场强度由H1下降到0时,对应的磁感应强度将由 Bm1沿着磁化曲线ba下降到Br1:如果不考虑磁通的方向,磁通的变化量就是AB1,即磁通増量AB1=Bm1-Br1 E 图2 电源网www.dlanyuan.con 第4页共6页 UFIDA用反复软供工程 www.use.comcn 如果磁场强度进一步增大,由0増加到H2,则磁化曲线将沿者曲线cd和dc进行,对应产生的磁通增量厶B2=Bm2-Br2。由图3中可以看出,对应不同的磁场强度,即不同的励磁电流,磁通变化量也是不一样的,并且磁通变化量与磁场强度不是线性关系。图4是磁感应强度与磁场强度相互变化的函数曲线图。图4中,曲线B是醚感应强度与磁场强度对应变化的曲线:曲线为导磁率与磁场强度对应变化的曲线;曲线为励磁电流与磁场强度对应变化的由线 B B Hs t 图4同m 图4中: B=Lh (7) (8) (7)和(8)式中,B为磁感应强度,H为磁场强度为导磁率, 为励磁电流,U为加到开关变压器初级线图两端的电压,L为开关变压器初级线圈的电感,为脉冲宽度第5页共6页 UFIDA用反复软供工程 www.use.comcn 由图4中可以看出,导磁率最大的地方并不是磁感应强度或磁场强度最小或最大的地方,而是位于磁感应强度或磁场强度某个中间值的地方。当导磁率达到最大值之后,导磁率将随着磁感应强度或磁场强度増大,而迅速下降;当导磁率下降到将要接近0的时候,我们就认为开关变压器铁芯已经开始饱和,如图中Bs和Hs。此时,开关变压器初级线圈的电感量将下降到0,励磁电流将变成无限大。由于导磁率的变化范围太大,且容易饱和,因此,一般开关电源使用的开关变压器都要在开关变压器铁芯中间留气隙。图5-a)是中间留有气隙的开关变压器铁芯的原理图,图5-b)是中间留有气隙的开关变压器铁芯的磁化曲线图,及计算开关变压器铁芯最佳气隙长度的原理图。 b B 4g 82 图5电网wwd dianyuan. com. 图5b)中,虚线是没留有气隙开关变压器铁芯的磁化曲线,实线是留有气隙开关变压器铁芯的磁化曲线:曲线b是留有气隙开关变压器铁芯的等效磁化曲线,其等效导磁率,即曲线的斜率为是留有气隙开关变压器铁芯的平均导磁率: 是没留有气隙时开关变压器铁芯的导磁率。由图5可以看出,开关变压器铁芯的气隙长度留得越大,其平均导磁率就越小,而开关变压器铁芯就不容易饱和:但开关变压器铁芯的平均导磁率越小,开关变压器初、次级线圈之间的漏感就越大。因此,开关变压器铁芯气隙长度的设计是一个比较复杂的计算过程,并且还要根据开关电源的输出功率以及电压变化范围(占空比变化范围)综合考虑。不过我们可以通过对开关变压器伏秒容量的测量,同时检查开关变压器铁芯气隙长度留得是否合适。第6页共6页

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