《電子技術應用》
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高頻磁放大器穩(wěn)壓器工作原理及電路
摘要: 磁放大器穩(wěn)壓器是通過調節(jié)主變壓器次級側的脈沖寬度來達到輸出穩(wěn)壓的目的。一個典型的正激變換器的二次側磁放大器穩(wěn)壓器的原理圖如圖1所示。由圖1可見,磁放大器穩(wěn)壓器中的關鍵部件是控制電感L和復位控制電路。
Abstract:
Key words :

磁放大器穩(wěn)壓器是通過調節(jié)主變壓器次級側的脈沖寬度來達到輸出穩(wěn)壓的目的。一個典型的正激變換器的二次側磁放大器穩(wěn)壓器的原理圖如圖1所示。
 

由圖1可見,磁放大器穩(wěn)壓器中的關鍵部件是控制電感L和復位控制電路。控制電感是由具有矩形BH回線的磁芯及其上的一個繞組組成。該繞組兼起工作繞組和控制繞組的作用。磁芯的工作點如圖2所示。
由圖2可見,當磁芯工作于點①時,磁芯飽和,控制電感的阻抗|Z|接近于0,控制電感器相當于短路。當磁芯工作于點②時,磁芯處于復位狀態(tài)。復位(Reset)是指磁通到達飽和后的去磁過程,使磁通或磁密回到原來工作點的數值,稱為磁通復位。由于磁放大器穩(wěn)壓器所用磁芯材料的特點(良好的矩形BH回線及高的磁導率)以及開關電源工作于高頻(100kHz左右),使得此時的控制電感對輸入脈沖呈現高阻抗,相當于控制電感開路。實際上,飽和和復位時控制電感的阻抗可達到3~4個數量級的快速變化。圖3示出了當磁芯材料為鈷基非晶態(tài)合金時,繞組電感L隨直流控制電流Ide的變動而變化的特性。因此,控制電感相當于一只“可控磁開關”,其輸入脈沖電壓由開關電源高頻變壓器副邊供給,正半周脈沖前沿時間由初級主開關導通時間決定,脈沖幅值為u1。正半周期D1,D3截止,D2正偏,能量經過控制電感L1傳輸給負載,負半周期D2截止,復位電壓(也是控制電壓)Uc使D1導通,磁芯去磁。

圖4表示了穩(wěn)壓器的工作情況。假定輸出電壓UO1為3V,輸入脈沖幅值u1為10V,占空比為50%,脈沖周期為20μs。設在t=0時刻以前,由于控制電感L1飽和,u3為+10V;在t=0時,u1變負,設 Uc=-6V,前半周期0~10μs內,u1一直保持-10V,在這一段時間內,控制電感一直處于復位區(qū)?,其特性可用?的面積SA(伏秒積數)表示:
SA=4×10=40Vμs
在這一段時間內,控制電感L1作為一個高阻抗的電感,阻止電流流過它,保持u2=0,直到t=10μs時。
當t=10μs時,u1變?yōu)椋?0V,使控制電感進入飽和狀態(tài)區(qū)?。這一時間間隔為4μs,它與+10V的乘積SB等于SA,即:
SB=10×4=40Vμs
因此有UO1=u1Ton/T=10×(6/20)=3V(DC)
圖1電路的各點波形如圖5所示。
 

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