向前

在開(kāi)關(guān)電源中，激勵電路非常重要，尤其是當采用MOSFET作為主開(kāi)關(guān)管時(shí)。激勵電路有時(shí)使用單端正向電路來(lái)激勵主開(kāi)關(guān)管。如圖1所示，電路中采用勵磁干式變壓器實(shí)現電壓脈沖變換和隔離。勵磁干式變壓器在設計上與一般脈沖干式變壓器相似，但由于開(kāi)關(guān)電源頻率高，脈沖間隙時(shí)間很短，占空比通常達到50%。此外，要求干式變壓器的磁性狀態(tài)必須在下一個(gè)脈沖到達之前復位。為了在脈沖間隔時(shí)間內實(shí)現磁復位，干式變壓器的純磁化電感不能太大，采用反饋繞組NP2和箝位二極管D1。反沖的幅度被有效地限制，場(chǎng)效應晶體管V1被保護免受反沖電壓的擊穿。在不損壞V1的前提下，可以通過(guò)改變磁化電感和R1值來(lái)實(shí)現干式變壓器的磁復位。

反沖特性和磁復位分析

反沖特性和磁復位是儲存在磁芯中的磁場(chǎng)能量和儲存在干式變壓器等效電容中的電場(chǎng)能量被釋放的瞬態(tài)過(guò)程。

在脈沖開(kāi)始下降的瞬間，脈沖源和負載相繼斷開(kāi)，此時(shí)儲存在勵磁電感和電容中的能量開(kāi)始放電，電容C通過(guò)R1 L放電。當電容器儲存的電能全部放電后，電壓脈沖降至零，放電所需的時(shí)間稱(chēng)為后沿時(shí)間。由于電路中電感的存在，電流不停止，電容被充回形成所謂的反沖電壓；電路分析表明，這種暫態(tài)過(guò)程的特性完全取決于并聯(lián)電路的參數，一般有三種狀態(tài)：欠阻尼振蕩、臨界阻尼振蕩和過(guò)阻尼振蕩。

三種振蕩形式的歸一化方程是：

臨界阻尼振蕩k1=1U1 (t)/U0=[1-(1 2)2 X1]

過(guò)阻尼振蕩k1 1公式：k1=/2R1為阻尼系數

=R1 p/L是反沖系數

X1=tb/T1是相對時(shí)間常數

Tb為磁復位時(shí)間T1=基于U1 (t)電壓方程，可以推導出干式變壓器磁恢復時(shí)間的表達式，但如果電路設計處于過(guò)阻尼狀態(tài)，則可以得到如下表達式：tb=L/R1 ln[10( R1 2C/L)]

干式變壓器的設計要點(diǎn)

(1)在圖1所示的電路中，脈沖源和負載都是場(chǎng)效應晶體管，它們的輸入電容很大，所以通常用來(lái)減小L以加速磁復位，但減小電感容易引起欠阻尼振蕩，嚴重時(shí)會(huì )導致V2場(chǎng)效應晶體管的二次導通或截止不足，因此需要控制一次電感值，以保證干式變壓器能夠實(shí)現磁復位而不發(fā)生欠阻尼振蕩。

振蕩時(shí)，當控制電感值不能達到滿(mǎn)意的效果時(shí)，可以調節次級并聯(lián)電阻R1；當R1減少時(shí)，振蕩將消失，但恢復時(shí)間將延長(cháng)。因此，電路和干式變壓器之間應該有一個(gè)調節范圍，以確保干式變壓器的磁狀態(tài)將被重置而不會(huì )振蕩。較好的狀態(tài)應該是臨界狀態(tài)，但是很難設計出工作在臨界狀態(tài)的電路。

(2)在設計單端正向勵磁干式變壓器時(shí)，鐵芯的選擇也很重要，一般要求鐵芯具有較高的磁通密度增量

B值、較小的鐵心損耗和較低的脈沖磁導率可用于激勵干式變壓器。鐵芯材料有鐵氧體、鐵基非晶、1J6721、1J34Kh等。頻率高的時(shí)候可以用鐵氧體罐芯，頻率低的時(shí)候可以用鐵基非晶，1J6721，1J34Kh等芯。

(3)反饋繞組的設計主要取決于V1耐壓，但反饋繞組的匝數應滿(mǎn)足以下關(guān)系：

上升pmax (Np1/Np2)上升(T- pmax)

反饋繞組的電流基本上等于磁化電流，一般只有一次電流的50%，有些與一次電流相似，主要取決于工作磁通密度

以上幾點(diǎn)是設計單端正向勵磁干式變壓器的要點(diǎn)。設計中應考慮高頻集膚效應對導體電阻的影響，防止干式變壓器瞬時(shí)飽和，降低漏電感，這些問(wèn)題的計算和分析可參考一般脈沖干式變壓器的設計。

設計示例

(1)指標要求為：Ec1=15V，R1=51，IL=1A，C=4500F，NP1/NS=2，F=46 ~ 100 kHz，一次隔離電位：脈沖560V，DC280V，占空比34%。

(2)設計結果：以gu18 11為核心，np1=np2=16匝，Ns=8匝，l =0.45mh，TB=8.27 SNP 1/Ns=np2/Ns=2；它在電路中正常工作。

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)