開關(guān)電源中的變壓器與電抗器工作過程

開關(guān)電源中的變壓器與電抗器工作過程
開關(guān)電源中最常用的磁性元器件是變壓器與電抗器，這兩種元器件通常都是工作于不飽和區(qū)。對于變壓器來說，磁心工作的磁滯回線原則上是以原點(diǎn)為對稱的，而對于儲存能量的電抗器來說，是非對稱的，通常限于工作H＞O的區(qū)域。變壓器和電抗器通常都采用錳－鋅鐵氧體，若提高開關(guān)頻率，則這些磁性元器件都可以小型化。開關(guān)電源中使用變壓器和電抗器常會遇到以下一些問題： 
　　1.導(dǎo)線的集膚效應(yīng)和漏磁通的近接效應(yīng)
　　導(dǎo)線的集膚效應(yīng)是高頻電流引起的，即電流在導(dǎo)線的表面流通，而漏磁通的近接效應(yīng)是漏磁通與導(dǎo)體部分交鏈形成的電流在導(dǎo)體內(nèi)流通的現(xiàn)象。這兩種效應(yīng)都導(dǎo)致導(dǎo)體電阻的增加，若該電阻為RAC，則對于集膚效應(yīng)，電阻RAC與頻率的1／2次方成比例；對于近接效應(yīng)，對于變壓器α＝24，對于電抗器α＝1.465；K1和D2為磁心材料的構(gòu)成與磁通密度決定的常數(shù)；Rdc為電阻率決定材質(zhì)的直流電阻。校正器| 轉(zhuǎn)換器| 傳送器| 變送器| 傳感器| 記錄儀| 有紙記錄儀| 無紙記錄儀| 
　　2．磁心損耗
　　磁心損耗包括磁滯損耗與渦流損耗，當(dāng)磁通振幅不變時(shí)，磁滯損耗與頻率成比例，渦流損耗與頻率的平方成比例，因此，要求采用Hc小而渦流等效電阻特別高的磁心，這種，就可以減小高頻時(shí)渦流損耗。為此目的，磁心應(yīng)采用鐵氧體磁心、鐵粉心及鐵基非晶形磁心等。在50～200kHz開關(guān)頻率穩(wěn)壓器的總損耗中，變壓器與電抗器的鐵損耗占的比例比較小，但重要的是鐵損耗使磁心的溫度升高。在某個溫度時(shí)磁心損耗存在極小值，高于這種溫度時(shí)，磁心可產(chǎn)生熱損壞，對于變壓器，為了防止磁心的熱損壞，磁心的溫度一定要控制在這種溫度以下。
　　3，磁心的集膚效應(yīng)
　　磁心的集膚效應(yīng)是高頻時(shí)磁通在磁心表面流通的現(xiàn)象，即表現(xiàn)為電感的減小。這種現(xiàn)象與磁心的頻率特性有關(guān)，若使用磁心材料的頻率為200kHz左右，則問題不太大。
　　4，推挽式變壓器的偏磁現(xiàn)象
　　偏磁現(xiàn)象是推挽電路中成對半導(dǎo)體器件特性差異引起的變壓器的偏磁，頻率越高這樣偏磁現(xiàn)象越顯著，磁心飽和時(shí)，偏磁現(xiàn)象也是燒毀變壓器的重要原因之一，為此，變壓器使用時(shí)磁心要留有氣隙，以降低其電感。但磁心留有氣隙會使損耗增大，降低變換器的效率。
　　5．浪涌與噪聲
　　浪涌與噪聲是變換器設(shè)計(jì)時(shí)最麻煩的問題，主要是要想辦法解決變壓器漏磁導(dǎo)致開關(guān)元器件上產(chǎn)生的浪涌電壓及解決變壓器繞組間分布電容導(dǎo)致的共模噪聲等問題。