万方数据
杜鸿博,等:开关电源变压器效率分析 第3期
率提高。采用反向抵消只要反激磁电流调整恰当,刚好能抵
消所的影响即可。图1是简单抵消西的电路,调整形可调
整反激磁电流的大小,使研恰好等于零。图2是另一个抵消
研的电路,增加了反激磁绕组如,且L:有反电势吸收功能。
图1电路适用于输入电压,负载电流稳定的单端磁化开关电
源。
+Ul +U2
D
H
图1 图2
2实际应用中的可自动调节反激磁电路
在实际应用中输入电压和负载通常是长波的。为此,设
计一种使反激磁电流能够跟随激磁电流变化的电路来自动
调整反激磁电流的大小。变压器的激磁电流包含两种成分,
一种是负载电流折合到原边的电流,另一种是空载电流,为
抵消剩磁的激磁电流。负载电流越大日也越大,所也就越
大,有类似正比关系。利用主激磁电流的变化作为补偿反馈
信号,产生抵消剩磁的补偿电流。电流随研大小变化。图3
是由普通阻容吸收电路改进而成。利用了主绕组反电势的
能量形势补偿电流,不额外消耗能量。可实现自动调整补偿
电流,当主激磁电流大时如上反电势也就大。当主开关管
疋导通时+U电源经过£。,疋到地,形成主激磁电流,此时
虽在厶上反电势但它始终小于电源电压,故主激磁电流仍维
持自上而下的方向。此时£1上有正负反电势,但由于L处
于截止状态而D。处于反偏,在厶支路中无电流流过,C无充
电电流,当如截止后到开关管上1导通,主激磁电流降为零,
在£,上产生上负下正反电势通过D,给C充电。当£。上磁
场能量释放结束后,C开始通过L向£。放电,此时铁芯中的
磁场方向与原磁场方向相反,利用此反向放电电流抵消西
的影响。图3中的D。是在L还未导通时,给C反向充电而
形成的谐振;尺是C的泄放电阻,可改变消磁电流的大小。
3磁电路中的消磁电容
在实际开关电源中,乃向关断时间长短很重要。时间太
短C上电荷积累大小,不足以抵消研的影响,同时反电势太
大,对主开关管是的工作不利。时间太大会使整个开关电
源转换效率降低。故疋的导通的占空比为75~85较好。为
防止由于管子结间存储电荷引起的延迟关断而造成电源通
过r。,疋短路,在r。和疋之间没有死区,死区时间在5筇左
右。
消磁电路在咒关断时刻开始工作,它分3个过程:(1)
消磁电容电荷积累过程,此时疋关断。厶上的反电势使电
容电压上升接近电源电压。(2)电容放电过程,当充电结束
后,电容中的电能通过L向L。反向放电,使铁芯中的磁场方
向产生变化以抵消剩磁。(3)反充过程,当电容中的电能全
部转化为磁能后,对电容反充电,此时由于D:的阻尼作用及
L截止,及E过程很快结束。这里L的开关时间很重要,
他在消磁电容开始充电后才能导通,在电容放电结束开始反
充电时截止,即下导通时间要大于消磁电容放电过程才能保
证消磁效果。虽然在消辞电容电荷积累过程中已给正加上
了驱动信号,但此时CE结间电压处于反偏,正不会导通。消
磁电容C可用下式计算:C=咒2/4L。百2=(K十L)2/4L,1r2本
式中£,和C是根据电源工作频率和输出功率确定,咒是C
与£。的谐振周期,它与电源工作周期丁,相差一个比例系数
K。(一般K在0.08—0.15之间)。
R
+U
2
图3
4结束语
在开关电源中单端正激式,利用主开关元件关断时在变
压器原边产生的反电势为消磁电容补充能量,可不增加额外
电能消耗,因这部分能量原本是消耗在阻容吸收电路上的,
提高了电能利用率。使单端正激式变压铁芯的面积接近于
双端磁化式,从而减轻了整个电源的重量,提高电源输出功
率,还可实现变压器的降频使用。
一105一 万方数据
开关电源变压器效率分析
作者: 杜鸿博, 陈健
作者单位: 佳木斯水利勘测设计研究院,黑龙江,佳木斯,154002
刊名: 黑龙江水利科技
英文刊名: HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WATER CONSERVANCY
年,卷(期): 2006,34(3)
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