開關變壓器伏秒容量的意義
——陶顯芳老師談開關變壓器的工作原理與設計
發布時間:2014-02-12 來源:陶顯芳老師 責任編輯:cicy
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陶顯芳老師談開關變壓器的工作原理與設計之一—— 開關變壓器的伏秒容量與測量
http://wap.0-fzl.cn/power-art/80022261
陶顯芳老師談開關變壓器的工作原理與設計之二—— 對開關變壓器的伏秒容量進行檢測
http://wap.0-fzl.cn/power-art/80022265
在晶體管放大電路中,當晶體管集電極與發射極兩端的電壓超過最大集電極耐壓BVceo時,晶體管就會被擊穿損壞。同樣,在開關電源中,當施加於開關變壓器的伏秒容量(電壓幅度與時間長度)超過極限伏秒容量VTmax時,開關變壓器也要損壞,並且還會損壞電源開關管,及其它電路。
圖9是開關變壓器伏秒容量與磁場強度H、磁感應強度B的對應關係圖。圖中,脈衝幅度V總是與磁感應強度的增量
成正比;而脈衝寬度τ總是與磁場強度H成正比,也與勵磁電流
成正比。由圖9可ke以yi看kan出chu,利li用yong伏fu秒miao容rong量liang的de概gai念nian來lai計ji算suan變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan的de匝za數shu,要yao比bi利li用yong電dian感gan量liang的de概gai念nian來lai計ji算suan變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan的de匝za數shu的de方fang法fa要yao合he理li很hen多duo。

圖9
開關變壓器伏秒容量還可以用圖10中的矩形麵積來定義。在圖10中,矩形的麵積的兩條邊分別由開關變壓器的工作電壓(直流脈衝幅度)V和通電持續時間T(脈衝寬度)的乘積組成。其極限伏秒容量相當於黃色區域部分的麵積,綠色區域部分相當於開關變壓器正常工作時伏秒容量的麵積。
不過,這裏還應強調指出,隻要伏秒容量的麵積沒有超出極限伏秒容量的麵積,V或T任何一條邊分別都可以超出圖9中所示的V或T邊上的長度。
我們從圖8、圖9、圖10可以看出,使用開關變壓器時,加於開關電源變壓器初級線圈的電壓和脈衝寬度的乘積,不能超出變壓器的最大伏秒容量,最好要留出30%的餘量。因為,變壓器鐵芯的導磁率與工作溫度有關,大部分變壓器鐵芯的居裏溫度都低於140 ℃,當溫度大於110℃時,鐵芯的導磁率會明顯下降。
如果從效率方麵來考慮,最好讓流過開關變壓器線圈的最大勵磁電流約等於圖8中
,或者讓開關脈衝的寬度約等於
。當流過開關變壓器線圈的最大工作電流等於圖8中
時,開關變壓器線圈的電感量為最大值
;在此種情況下,開關變壓器的工作效率最高,因為,此時開關變壓器鐵芯損耗與開關變壓器線圈損耗的乘積最小(磁滯損耗與勵磁電流的大小成正比,渦流損耗與磁感應強度增量的平方成正比;銅阻的損耗與導線的長度成正比);並且,開關變壓器的伏秒容量VTb與極限伏秒容量VTmax還有很大的安全距離。

目前,一般開關變壓器還都大量選用鐵氧體磁芯,這種鐵氧體磁芯的磁飽和磁感應強度Bs一般為4500~5000高斯,因此,由圖8可以看出,開關變壓器鐵芯的最佳磁感應強度Bb大約為磁飽和磁感應強度Bs的一半左右,即:Bb = 2300~2500高斯。因此,當使用(4)式對開關變壓器初級線圈進行計算的時候,公式中最大磁感應強度Bm的取值,最好不要超過2500高斯。
由於開關變壓器鐵芯磁飽和磁感應強度Bs參數的分散性,用什麼方法,我們才能知道開關變壓器的鐵芯正好就工作於最佳磁感應強度Bb的位置上呢?或者我們拿到一個開關變壓器,到底應該取多大的脈衝寬度,以及占空比,或者工作頻率,才合理呢?
這個必須通過對開關變壓器伏秒容量的測量,才能最後作出決定,同時還可以檢查開關變壓器鐵芯氣隙長度留得是否合適。
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