饱和电感及其在开关电源中的应用-亚搏手机版app下载

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本文摘要:章节  饱和状态电感是一种磁滞回线矩形于多,接续磁导率低,矫顽力小,具备显著磁饱和点的电感,在电子电路中常被当成高效率延时电源元件来用于。

章节  饱和状态电感是一种磁滞回线矩形于多,接续磁导率低,矫顽力小,具备显著磁饱和点的电感,在电子电路中常被当成高效率延时电源元件来用于。由于其独有的物理特性,使之在高频开关电源的电源噪声诱导,大电流输入辅路稳压,移相全桥变换器,谐振变换器及逆变电源等方面获得了日益普遍的应用于。

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  1饱和状态电感的分类及其物理特性  1.1饱和状态电感的分类  饱和状态电感可分成自饱和状态和高效率饱和状态二类。  1.1.1自饱和状态电感(Saturableinductor)  其电感量随通过的电流大小星型。若铁心磁特性是理想的(例如呈圆形矩形),如图1(a)右图,则饱和状态电感工作时,类似于一个电源,即绕组中的电流小时,铁心不饱和,绕组电感相当大,相等于开路;绕组中电流大时,铁心饱和状态,绕组电感小,相等于电源短路。  1.1.2高效率饱和状态电感(controlledsaturableinductor)  又称高效率饱和状态电抗器(controlledsaturablereactor),其基本原理是,带上铁心的交流线圈在直流激磁起到下,由于交直流同时激磁,使铁心状态一周期内按局部磁回线变化,因此,转变了铁心等效磁导率和线圈电感。

若铁心磁特性是理想的(B-H特性呈圆形矩形),则高效率饱和状态电感类似于一个高效率电源。在开关电源中,应用于高效率饱和状态电感可以吸取浪涌,诱导尖峰,避免波动,与较慢完全恢复整流管串联时可使整流管损耗增大。如图1(b)右图,高效率饱和状态电感具备低磁滞回线矩形比(Br/Bs),低接续磁导率i,较低矫顽力Hc,显著的磁饱和点(A,B)及由于其磁滞回线所围困的面积狭小而使其高频磁滞损耗较小等特征。

为此,高效率饱和状态电感在应用于方面的两个显著特点为  1)由于饱和状态磁场强度较小,所以,可饱和电感的储能能力弱,无法被当成储能电感用于。可饱和电感的仅次于储能Em的理论值能用式(1)回应。  Em=VH2/2(1)  式中:  为临界饱和点磁导率;  H为临界饱和点磁场强度;  V为磁性材料的有效地体积。

  2)由于可饱和电感的接续磁导率低,磁阻小,电感系数和电感量都相当大,在产生外部电压时,电感内部接续电流快速增长较慢,只有经过t的延时后,当电感线圈中的电流超过一定数值时,可饱和电感才不会立刻饱和状态,因而在电路中常被当成高效率延时电源元件用于。    (a)理想磁特性B=f(H)(b)可饱和电感的B=f(H)  图1饱和状态电感的B-H特性  1.2可饱和电感随电流变化的关系  因为,有气隙和无气隙的dB/di磁路的计算方法有所不同,所以,分别对两种情况展开辩论。  1.2.1无气隙可饱和电感与电流的关系  无气隙可饱和电感L随电流变化的关系能用式(2)回应。  L=(2)  式中:  W为电感绕组匝数;  I为激磁电流;  f为电感用磁性材料B~H曲线的对应函数;  S为磁性材料的截面积;  l磁性材料的为平均值长度。

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  1.2.2有气隙可饱和电感与电流的关系  给定等价一个漏磁体磁路中磁感应强度B1,可由B=f(H)曲线算出漏磁体磁路中的磁场强度H1。气隙中的H0值能用式(3)回应。

  H0=B1(3)  式中:  B0为空气隙磁感应强度;  a和b为磁路矩形截面积边长;  l0为气隙长度;  0为空气磁导率。  由磁路定律得I=。转变B值并反复上述步骤,求出出有适当的I,获得一组B和I的关系数据。另设这个B与I对应的函数为B=f1(I)。

  在不考虑到漏感时,电感的计算出来式能用式(4)回应。  L=W=WS(4)  式中:为磁路磁通量。


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