磁滯回線如何發力,使反激電源達到90%效率
發布時間:2015-02-15 責任編輯:sherryyu
【導讀】前文中對二極管和電容的實踐 jinxinglejieshao,zaibenpianwenzhangdangzhongjiangweidajiadailaiguanyucizhihuixiandexiangguanfenxi。zheyibufenjiaoweizhongyao,yinweiqizhijiefanyingleshijicaozuoheshubenshangzhishidequbie,yeshizaidui變壓器進行講解所需的鋪墊。
對dui於yu電dian源yuan老lao鳥niao來lai說shuo,接jie觸chu的de設she計ji多duo了le,就jiu會hui形xing成cheng一yi套tao自zi己ji的de獨du特te手shou法fa和he習xi慣guan,隨sui著zhe經jing驗yan的de增zeng長chang,這zhe將jiang形xing成cheng一yi種zhong良liang性xing的de循xun環huan。而er對dui於yu新xin手shou來lai說shuo,尋xun找zhao到dao一yi個ge合he適shi的de切qie入ru點dian都dou是shi比bi較jiao困kun難nan的de,更geng談tan不bu上shang形xing成cheng這zhe種zhong良liang性xing的de循xun換huan了le。但dan是shi這zhe個ge阻zu礙ai新xin手shou進jin步bu的de問wen題ti將jiang被bei解jie決jue。本ben係xi列lie文wen章zhang以yi反fan激ji電dian源yuan設she計ji為wei切qie入ru點dian,深shen究jiu這zhe種zhong電dian源yuan的de設she計ji手shou法fa並bing對dui其qi中zhong的de原yuan理li進jin行xing細xi致zhi的de講jiang解jie,對dui良liang好hao的de設she計ji習xi慣guan進jin行xing培pei養yang。
前文中對二極管和電容的實踐 jinxinglejieshao,zaibenpianwenzhangdangzhongjiangweidajiadailaiguanyucizhihuixiandexiangguanfenxi。zheyibufenjiaoweizhongyao,yinweiqizhijiefanyingleshijicaozuoheshubenshangzhishidequbie,yeshizaidui變壓器進行講解所需的鋪墊。
變壓器是電源板的靈魂器件,變壓器設計不好牽一發動全身,整個板子都不理想。變壓器工作的時候受控於初級,也受控於次級。因此MOS、變壓器、肖(xiao)特(te)基(ji)都(dou)是(shi)互(hu)相(xiang)影(ying)響(xiang)的(de),也(ye)造(zao)成(cheng)變(bian)壓(ya)器(qi)不(bu)是(shi)一(yi)次(ci)都(dou)能(neng)設(she)計(ji)好(hao)的(de)。為(wei)了(le)後(hou)麵(mian)的(de)推(tui)算(suan),所(suo)以(yi)得(de)初(chu)算(suan)個(ge)變(bian)壓(ya)器(qi)出(chu)來(lai)。先(xian)來(lai)看(kan)看(kan)磁(ci)材(cai)的(de)一(yi)些(xie)細(xi)節(jie)。

這個是做變壓器最基本的公式根據,但是表示的不對,應該表示為B=(磁導率/磁路)*(NI);
NI就是安匝數,電激發出磁的部分。
磁導率/磁路:磁路相關的磁通密度。
磁通密度

100A/m安匝波形和磁通密度疊加圖:

圖1
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genjutuxing,cizhihuixiananzhaozhengxianboanzashulaibianhuade,yejiushicizhihuixiandebianhuashijishangshianzazhengxianbianhuaguilv,zhegecizhihuixianshiyonglaizuogongpinbianyaqideniandaidanshengde,yeshiheyuzhengxianbobianyaqi,erkaiguandianyuanshibutongxielvdesanjiaobozucheng,zhegechizhihuixiankanbuchukaiguandianyuanzhongcixinzhongcitongdebianhuadeguilv。

圖2

圖3 同斜率不同幅度的磁滯回線
用三角波仿真了下磁芯,磁滯回線方正了很多,也不會因為正弦規律產生嚴重的拖尾效應。圖2是同頻率不同幅度。圖3同斜率不同幅度的。

圖4
現在來看看同是1000A/m的安匝在50K和5K情況下磁滯回線。仔細觀察安匝和磁滯回線的關係,就能明顯看出損耗和磁滯回線的頭怎麼來的。

圖5

圖6
以上都是連續的安匝變化,電源電路中安匝是突變的,比如反激式mos開啟和mos關斷的瞬間,電流方向進行了突變,波形如圖6所示。(安匝波形就是電流波形)

圖7
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這個時候磁滯回線變成了樣子?注意看100A/m,-100A/m,50A/m,-50A/m 這幾個轉折點。

圖8
上麵的磁滯回線表達不準確,電源工作在一個離散狀態,應該把磁通保持的線刪掉,電源磁芯就工作在這個狀態,CCM模式。中間無線的地方是安匝突變,就是翻轉點。另外電源也沒有了起始線,大家都應該明白電源是如何進入穩定態的。

圖9
再來看圖9中DCM與BCM磁滯回線。
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圖10
再來看看圖10中磁通密度和磁導率的關係。這個磁力線是沒有初始磁導率的。數據應該沒有調對。
上麵DCM和CCM磁滯回線的仿真是基於安匝源,但是反激式是初級安匝給磁芯儲能,mos關斷後,有磁動勢反轉磁力線,應該有些不同,這個後麵看下能用反激式拓補結構仿真出來麼。
經過上麵仿真可以得出:
1、書shu本ben上shang以yi及ji規gui格ge書shu上shang所suo給gei出chu的de磁ci芯xin數shu據ju是shi基ji於yu正zheng弦xian波bo的de,給gei出chu的de參can數shu也ye是shi正zheng弦xian波bo的de,對dui於yu開kai關guan電dian源yuan,有you些xie參can數shu不bu是shi精jing準zhun的de,比bi如ru頻pin率lv特te性xing,開kai關guan電dian源yuan能neng和he磁ci滯zhi回hui線xian對dui應ying起qi來lai的de是shi斜xie率lv。
2、仿真CCM模式,磁滯回線上會出現兩個安匝跳變位置,但是磁通密度並不能跳變,而是通過下降來釋放能量。
3、DCM模式有一個安匝跳變位置,相應mos開啟端位跳變,相應磁滯回線能和上麵用三角波仿真的形狀對應起來。
4、電源中調試的時候,把一款產品做成低壓CCM高壓DCM,在DCM的時候肖特基翻轉的諧波比CCM小,可見安匝跳變的時候,磁力線也會產生一種波形震動。
zheyijiezhuyaoduicizhihuixianjinxinglexiangxideduibifenxi,zhuyaoshiweilenenggourangdajiakandaoshijicaozuoheshubenzhishidequbie,tongshiweibianyaqishejidejiangjiezuohaozhunbei,xiwangdajianenggoucongzhepianzhiguanzhongyaodewenzhangdangzhongxishoudaoshubenzhongxuexibudaodezhishi。
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