電子元件技術網曾邀請陶顯芳老師為大家精心的準備過《開關電源原理與設計》的知識講解,獲得很多電源工程師的喜歡和稱讚。 眾所周知,現代電子設備對開關電源的工作效率、體ti積ji以yi及ji電dian磁ci兼jian容rong和he安an全quan要yao求qiu等deng技ji術shu性xing能neng指zhi標biao越yue來lai越yue高gao,在zai決jue定ding這zhe些xie技ji術shu性xing能neng指zhi標biao的de諸zhu多duo因yin素su中zhong,基ji本ben上shang都dou與yu開kai關guan變bian壓ya器qi的de技ji術shu指zhi標biao有you關guan。而er開kai關guan變bian壓ya器qi是shi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de關guan鍵jian器qi件jian,因yin此ci,更geng好hao的de理li解jie開kai關guan變bian壓ya器qi的de工gong作zuo原yuan理li及ji各ge個ge環huan節jie的de設she計ji也ye是shi開kai關guan電dian源yuan設she計ji的de一yi部bu重zhong要yao的de不bu可ke缺que少shao的de步bu驟zhou。鑒jian於yu此ci,本ben站zhan又you為wei大da家jia謀mou取qu了le更geng大da的de福fu利li,繼ji續xu邀yao請qing了le開kai關guan電dian源yuan設she計ji方fang麵mian的de專zhuan家jia陶tao顯xian芳fang老lao師shi為wei大da家jia詳xiang細xi地di講jiang解jie開kai關guan變bian壓ya器qi的de諸zhu多duo技ji術shu原yuan理li與yu各ge路lu環huan節jie的de參can數shu計ji算suan。當dang然ran如ru果guo大da家jia還hai有you什shen麼me不bu清qing楚chu的de可ke以yi去qu本站論壇發帖求助,我們會代大家向陶老師問詢答案,然後轉告給大家!
單激式變壓器開關電源的工作原理變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de最zui大da優you點dian是shi,變bian壓ya器qi可ke以yi同tong時shi輸shu出chu多duo組zu不bu同tong數shu值zhi的de電dian壓ya,改gai變bian輸shu出chu電dian壓ya和he輸shu出chu電dian流liu很hen容rong易yi,隻zhi需xu改gai變bian變bian壓ya器qi的de匝za數shu比bi和he漆qi包bao線xian截jie麵mian積ji的de大da小xiao即ji可ke;另外,變壓器初、次(ci)級(ji)互(hu)相(xiang)隔(ge)離(li),不(bu)需(xu)共(gong)用(yong)同(tong)一(yi)個(ge)地(di)。因(yin)此(ci),變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)也(ye)有(you)人(ren)把(ba)它(ta)稱(cheng)為(wei)離(li)線(xian)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。這(zhe)裏(li)的(de)離(li)線(xian)並(bing)不(bu)是(shi)不(bu)需(xu)要(yao)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan),而(er)是(shi)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)源(yuan)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)導(dao)線(xian)連(lian)接(jie),完(wan)全(quan)是(shi)通(tong)過(guo)磁(ci)場(chang)偶(ou)合(he)傳(chuan)輸(shu)能(neng)量(liang)。
變壓器開關電源采用變壓器把輸入輸出進行電器隔離的最大好處是,提高設備的絕緣強度,降低安全風險,同時還可以減輕EMI幹擾,並且還容易進行功率匹配。
變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)有(you)單(dan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)和(he)雙(shuang)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)之(zhi)分(fen),單(dan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong)於(yu)小(xiao)功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)之(zhi)中(zhong),因(yin)此(ci),單(dan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。而(er)雙(shuang)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)一(yi)般(ban)用(yong)於(yu)功(gong)率(lv)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)之(zhi)中(zhong),並(bing)且(qie)電(dian)路(lu)一(yi)般(ban)也(ye)要(yao)複(fu)雜(za)一(yi)些(xie)。單(dan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)體(ti)積(ji)比(bi)雙(shuang)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)體(ti)積(ji)大(da),因(yin)為(wei)單(dan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)磁(ci)芯(xin)隻(zhi)工(gong)作(zuo)在(zai)磁(ci)回(hui)路(lu)曲(qu)線(xian)的(de)單(dan)端(duan),磁(ci)回(hui)路(lu)曲(qu)線(xian)變(bian)化(hua)的(de)麵(mian)積(ji)很(hen)小(xiao)。點擊閱讀>>
開關變壓器的工作原理及脈衝對鐵芯的磁化現代電子設備對開關電源的工作效率、tijiyijidiancijianrongheanquanyaoqiudengjishuxingnengzhibiaoyuelaiyuegao,zaijuedingzhexiejishuxingnengzhibiaodezhuduoyinsuzhong,jibenshangdouyukaiguanbianyaqidejishuzhibiaoyouguan。kaiguanbianyaqishikaiguandianyuanzhongdeguanjianqijian,yinci,zaizheyizhangzhongwomenjiangfeichangxiangxididuiyukaiguanbianyaqixiangguandezhuduojishucanshujinxinglilunfenxi。
在分析開關變壓器的工作原理的時候,必然會涉及磁場強度H和磁感應強度B以及磁通 等deng概gai念nian,為wei此ci,這zhe裏li我wo們men首shou先xian簡jian單dan介jie紹shao它ta們men的de定ding義yi和he概gai念nian。在zai自zi然ran界jie中zhong無wu處chu不bu存cun在zai電dian場chang和he磁ci場chang,在zai帶dai電dian物wu體ti的de周zhou圍wei必bi然ran會hui存cun在zai電dian場chang,在zai電dian場chang的de作zuo用yong下xia,周zhou圍wei的de物wu體ti都dou會hui感gan應ying帶dai電dian;同樣在帶磁物體的周圍必然會存在磁場,在磁場的作用下,周圍的物體也都會被感應產生磁通。
現代磁學研究表明:一(yi)切(qie)磁(ci)現(xian)象(xiang)都(dou)起(qi)源(yuan)於(yu)電(dian)流(liu),即(ji),載(zai)流(liu)子(zi)的(de)運(yun)動(dong)。磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)或(huo)磁(ci)感(gan)應(ying)也(ye)不(bu)例(li)外(wai),鐵(tie)磁(ci)現(xian)象(xiang)的(de)起(qi)源(yuan)是(shi)由(you)於(yu)材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)原(yuan)子(zi)核(he)外(wai)電(dian)子(zi)運(yun)動(dong)形(xing)成(cheng)的(de)微(wei)電(dian)流(liu),亦(yi)稱(cheng)分(fen)子(zi)電(dian)流(liu),這(zhe)些(xie)微(wei)電(dian)流(liu)的(de)集(ji)合(he)效(xiao)應(ying)使(shi)得(de)材(cai)料(liao)對(dui)外(wai)呈(cheng)現(xian)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)宏(hong)觀(guan)磁(ci)特(te)性(xing)。因(yin)為(wei)每(mei)一(yi)個(ge)微(wei)電(dian)流(liu)都(dou)產(chan)生(sheng)磁(ci)效(xiao)應(ying),所(suo)以(yi)把(ba)一(yi)個(ge)單(dan)位(wei)微(wei)電(dian)流(liu)稱(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)磁(ci)偶(ou)極(ji)子(zi)。因(yin)此(ci),磁(ci)場(chang)強(qiang)度(du)的(de)大(da)小(xiao)與(yu)磁(ci)偶(ou)極(ji)子(zi)的(de)分(fen)布(bu)有(you)關(guan)。點擊閱讀>>
雙激式的相關參數計算以及設計時存在的風險評估在圖2-7中,對於雙激式開關變壓器,每輸入一個交流脈衝電壓,除了第一個輸入脈衝的磁感應強度變化範圍是從0到最大值Bm以外,其餘輸入脈衝,磁感應強度的變化範圍都是從負的最大值-Bm到正的最大值Bm ,或從正的最大值Bm到負的最大值-Bm ,即:每輸入一個交流脈衝電壓,磁感應強度的增量ΔB都是最大磁感應強度Bm的2倍(2Bm)。因此,把這個結果代入(2-13)和(2-14)式,即可求得:
(2-17)和(2-18)式,為計算雙激式開關變壓器初級線圈N1繞組匝數的公式。式中,N1為變壓器初級線圈N1繞組的最少匝數,S為變壓器鐵芯的導磁麵積(單位:平方厘米),Bm為變壓器鐵芯的最大磁感應強度(單位:高斯),τ為脈衝寬度,或電源開關管的導通時間(單位:秒),E為脈衝電壓的幅度,單位為伏,F為開關電源的工作頻率,單位赫芝。
同樣,我們把(2-17)式中的輸入脈衝電壓幅度E與脈衝寬度τ的乘積定義為變壓器的伏秒容量,用VT來表示(單位:伏秒),即:VT = E×τ 。點擊閱讀>>
單激式開關變壓器鐵芯磁滯損耗、渦流損耗的測量變壓器鐵芯的磁滯損耗,實際上就是流過變壓器初級線圈勵磁電流產生的磁場在鐵芯中產生的一部分能耗;但並不是所有勵磁電流的能量都轉化為磁滯損耗,其大部分勵磁電流產生或存儲的能量還是要轉化反電動勢輸出;那麼如何測量單激式開關變壓器鐵芯磁滯損耗、以及其渦流損耗呢?
變壓器鐵芯的磁滯損耗,實際上就是流過變壓器初級線圈勵磁電流產生的磁場在鐵芯中產生的一部分能耗;但並不是所有勵磁電流的能量都轉化為磁滯損耗,其大部分勵磁電流產生或存儲的能量還是要轉化反電動勢輸出;那麼如何測量單激式開關變壓器鐵芯磁滯損耗、以及其渦流損耗呢?
我們在《2-1-12.開關變壓器渦流損耗分析》章節中已經求得,流過變壓器初級線圈中的勵磁電流為......
根據(2-60)式和(2-61)式以及圖2-20和圖2-21的分析結果,我們可以用圖2-26電dian路lu來lai測ce試shi單dan激ji式shi開kai關guan變bian壓ya器qi的de磁ci滯zhi損sun耗hao和he渦wo流liu損sun耗hao,以yi及ji勵li磁ci電dian流liu反fan激ji輸shu出chu的de功gong耗hao。其qi原yuan理li是shi,在zai變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan兩liang端duan加jia一yi方fang波bo電dian壓ya,然ran後hou測ce試shi流liu過guo變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan的de電dian流liu以yi及ji反fan電dian動dong勢shi輸shu出chu功gong率lvPr1.........點擊閱讀>>
開關變壓器的漏感工作原理及計算任ren何he變bian壓ya器qi都dou存cun在zai漏lou感gan,但dan開kai關guan變bian壓ya器qi的de漏lou感gan對dui開kai關guan電dian源yuan性xing能neng指zhi標biao的de影ying響xiang特te別bie重zhong要yao。由you於yu開kai關guan變bian壓ya器qi漏lou感gan的de存cun在zai,當dang控kong製zhi開kai關guan斷duan開kai的de瞬shun間jian會hui產chan生sheng反fan電dian動dong勢shi,容rong易yi把ba開kai關guan器qi件jian過guo壓ya擊ji穿chuan;louganhaikeyiyudianluzhongdefenbudianrongyijibianyaqixianquandefenbudianrongzuchengzhendanghuilu,shidianluchanshengzhendangbingxiangwaifushediancinengliang,zaochengdianciganrao。yinci,fenxilouganchanshengdeyuanlihejianshaolougandechanshengyeshikaiguanbianyaqishejidezhongyaoneirongzhiyi。
開關變壓器線圈之間存在漏感,是因為線圈之間存在漏磁通而產生的;yinci,jisuanchuxianquanzhijiandeloucitongliangjiukeyijisuanchulougandeshuzhi。yaojisuanbianyaqixianquanzhijiancunzaideloucitong,shouxianshiyaozhidaolianggexianquanzhijiandecichangfenbu。womenzhidaoluoxuanxianquanzhongdecichangfenbuyuliangkuaijibanzhongdedianchangfenbuyouxiexiangsizhichu,jiushiluoxuanxianquanzhongcichangqiangdufenbushijibenjunyunde,bingqiecichangnengliangjibenjizhongzailuoxuanxianquanzhizhong。lingwai,zaijisuanluoxuanxianquanzhineihuozhiwaidecichangqiangdufenbushi,bijiaofuzadeqingkuangkeyongmaikesiweidinglihuobi-沙定理,而比較簡單的情況可用安培環路定律或磁路的克希霍夫定律。
圖2-31是分析計算開關變壓器線圈之間漏感的原理圖。下麵我們就用圖2-31來簡單分析開關變壓器線圈之間產生漏感的原理,並進行一些比較簡單的計算。點擊閱讀>>
結語(conclusion)作為留學德國的高材生,陶老師在射頻、電子係統設計方麵積累了深厚的經驗,而陶老師撰寫的技術文章也經常創下文章點擊率新記錄,《開關電源原理與設計》shitaolaoshidelingyigejishugaoxin,gaixiliewenzhangconglilunshendufenxikaiguanbianyaqidegongzuoyuanli,shuzhonghenduogongshijunyoutaolaoshizijituidaodechu,qieneirongyouqianrushen,feichangshihegongchengshipengyouxuexi。zaici,zhongxindiganxietaoxianshengwusidifengxian,yexiwangcishukeyigeibentugongchengshikaiguanbianyaqishejishanggengduobangzhu。