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各种电源拓扑磁性元件的伏秒平衡(图文)

时间:2021-08-27 06:05:25 点击:

开篇这是之前做的一个课件,所有图都是用SCH画的,如果画得不好请见谅,能看懂意思就行。

可能一些网友会觉得,怎么来来回回总在讲伏秒平衡?因为它重要,而且它可以验证很多磁性元件的错误用法。

基本法则

此帖出自电源技术论坛

电源,平衡


驱动变压器

下边这个图,要注意。

为了不让MOS管过压,应该适当加钳位电路。

注意,是钳位电路,保护MOS管不过压用的,而不是常被说成的复位电路。

之所以图上没画出来,就是想说:没有那些RCD之类的电路,变压器照样可以自感出个电压使自己复位。

当然,这里又要注意,自己复位,是只能回到剩磁点的。

也就是,H回到0,但B不回到0。


半桥下边这个图,估计有人中过招

这样的用法,应该就是很常见了。

UC384X之类,做双管正激,就用得比较多。


推挽推挽,没法串入隔直电容,天生的容易偏磁。

利用伏秒平衡法则可用来检查电路和参数是不是合理


反激反激,多是喜欢用600V的管子,那就要注意在设计变压器时的电压和占空比的选取。

从伏秒平衡法则,就可以知道管子耐压理论上够不够。

当然,理论上够,实际上还是要加余量,及加RCD钳位电路。

这里再次强调,这是钳位电路保护管子用的,不要叫复位电路。


磁滞回线这里简单讲的说,就是只能用第一象限的,假设PC40的磁芯饱合B是0.39。

设计时,不管是电感或是变压器,ΔB都只能在0~0.39之间。

并且还要注意磁芯的剩磁(H回到0时,剩余的B)的问题。

这里补充一下,一些特殊的拓朴,虽然可以跑1~3象限,但跑和时候正和负不一定是对称的。

这样的拓朴,计算时选取的ΔB就不能达到0.8(正负0.4)。


补充就是一些特殊场合应用的磁性元件。

因为用了特殊的磁性材料,可能就要加复位电路了。

比如:做磁放大用的磁性材料,因为它的特点是剩磁比较大,也就是所谓的矩形比高。

这样的磁性材料,如果不加复位电路,就算将它“开路”,它也还是会处在将近饱和的状态。

“当然,这里又要注意,自己复位,是只能回到剩磁点的”不过加气息的话,可以使剩磁更少,加了气磁,磁滞回线变“扁”了,剩磁就小很多了。

估计,这也是很多人说“正激加点气隙可以防饱和”的原因所在。

而实际上,设计时如果考虑了剩磁的话,不加气隙也是没有问题的。


木犯001号发表于2016-12-1816:17推挽推挽,没法串入隔直电容,天生的容易偏磁。

利用伏秒平衡法则可用来检查电路和参数是不是合理

通常都认为,只要没有隔直措施或峰值电流检测,推挽就容易饱和,实际推挽的产品有很多,比如说DC-DC-AC方式的逆变器,而且相当多的全桥也是没有隔直电容的,为何没有发生磁饱和呢?实际上,任何一个变压器都在一定程度上杠一点直流偏移的,高频变压器在万分之几到千分之几,工频的在千分之几到百分之几,比如说几W的工频变压器,你在初级串两节3V的干电池,变压器不会有任何影响,这是电阻在起作用.对于高频变压器,回路中的一切感性因素(包括退耗电容的ESL,变压器的漏感和一切布线电感),它们对正负半周是一视同仁的,起到扼流圈的作用:某个半周的电流大了端电压会有所下降,电流被受到抑制,另半周的电流小了端电压有所升高,电流会得到提升.虽然能量不是很大,但贡献却巨大.除此之外,没法解释为什么许多落后PWM驱动的推挽和全桥会平平安安地工作


3W的工频变压器,初级施加20V的直流电压,才可能使磁密才达到1.7T,正常设计时一般取1.4T,故额定电压下加3V偏压不会超限运行(不过励磁电流应该已经有尖峰了);同样的,12V的EI40的推挽高频变压器,大约施加15mV的直流电压即可饱和,高频变压器的磁密降额比较大,此EI40降了一半,因此最多可承受7.5mV的直流分量.


帮老婆炒了份蒜香回锅肉片,继续...实际上,那怕是大型的电力变压器(目前单台可达1000MVA)在实际运行中,也无时无刻不处于直流偏磁状态.由于太阳黑子的活动,高压输电网上可感应出0.001~1Hz的超低频电压,对于工频来说可认为是直流.正常情况下其幅度一般比较小,对于几百千伏的变压器来说,几伏到几十伏的直流偏移无伤大牙,但是在发生磁暴时,一些地理位置及走向特殊的线路上产生的"直流偏压"幅值可达每分里1-10V,上百公里长的线路上产生的电压就足已使电力变压器发生磁饱和.


另外,对高压电力变压器产生偏磁的,还有高压直流输变电的地流流电位差,如果处理不当,这也是伤不起的东西


蚂蚁研究电源还是细啊!


dontium发表于2016-12-1822:33蚂蚁研究电源还是细啊!

惭愧,这不是好事,容易走偏,搞着搞着吧,发现取样电阻有问题,停下来研究合金性质,然后到金相结构,又到大马士革刀,最后发现二氧化碳气相沉淀镀一层金刚石更好,回头一看,TMD电源上灰了...还好,我后来找了个业务合作,经常提醒我干正事...


本帖最后由dontium于2016-12-1909:41编辑PowerAnts发表于2016-12-1823:35惭愧,这不是好事,容易走偏,搞着搞着吧,发现取样电阻有问题,停下来研究合金性质,然后到金相结构,又...

呵呵,喜欢刨根问底,才能有建树


各种电源拓扑磁性元件的伏秒平衡(图文)

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