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        磁通偏移


        更新:2005-07-08     瀏覽:10925
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        根據電磁感應定律,一個線圈包圍的磁通等于每匝伏秒的積分。這意味著任何磁器件的任何線圈上電壓,一個周期內平均電壓必須為零。一個交流波形中,如果存在即使非常小的直流分量,也會慢慢地將磁芯磁化到飽和。

        在高頻開關電源中,理論上推挽驅動波形是對稱的,開關期間相等的正負伏秒交替加到線圈上,將磁芯磁化然后復位到初始狀態。但是,通常由于功率器件的導通電阻Ron或開關速度的不等,使得驅動波形的伏秒不對稱,產生小的直流分量引起磁通的偏移。高頻變壓器一般初級匝數很少,直流電阻極低,直流磁化電流分量壓降IR在磁芯飽和前,不足以消除伏秒不對稱。

        正激變換器磁通偏移不是問題。當開關關斷時,變壓器磁化電流減少使電壓反極性,一般引入箝位電路,反向電壓使磁化電流減少到零,回到磁化的起始狀態。反向伏秒精確地等于開關導通時的伏秒。正激變換器自動地自復位(通過限制最大占空度,保證有足夠的復位時間)。

        電壓型任何推挽電路拓撲(全橋,半橋和中心抽頭推挽),磁通偏移問題最為嚴重。解決辦法之一是在磁芯的磁路中串聯一個小氣隙,這將使磁化電流增加,同時非矩形磁化曲線,有利于避免飽和。電路電阻的IR壓降可以抵銷驅動波形中不對稱。但磁化電流增加表示激磁電感能量的增加,通常用緩沖和箝位吸收,增加了電路損耗。

        解決不對稱問題的比較好的方法是采用電流型控制模式(峰值或平均電流型控制)自動平衡。由于伏秒不對稱,磁通開始向一個方向偏移,峰值磁化電流在若干周期逐漸不對稱。而電流型控制中監測電流,并在每個開關周期相同的峰值電流關斷開關,峰值電流大的導通時間短,反之加長。直流分量造成的伏秒不平衡因此被糾正了。峰值磁化電流在兩個方向相等,磁通偏移最小。

        然而對于半橋出現了新的問題。當電流型控制通過交替加長或縮短脈沖寬度來糾正伏秒不等時,交替開關期間產生了安秒(電荷)不等。電荷不等將引起電容分壓向正或負母線偏移。如果電容分壓離開中心點,伏秒不平衡更壞,引起電流控制型進一步的糾正脈寬,導致惡性循環,電壓偏移到一邊母線。這在全橋或中心抽頭推挽是不存在的,半橋仍回到電壓型控制。

        在橋式中,最簡單的解決磁偏的方法是在變壓器初級串聯一個電容。利用電容隔離激勵波形中的直流分量。

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