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開關電源轉換器飽和電感的應用

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年05月18日  

飽和電感有兩種:一種是自飽和電感(Se1f-saturateinductor)或簡稱為飽和電感;另一種是可控飽和電感(CONtro11edsaturateinductor),習慣上稱為磁放大器。


20世紀80年代,由于高頻磁性材料,如非晶態磁合金、超微晶軟磁合金等的發展,使有可能在多路輸出的高頻(大于100kHz)開關電源中,用高頻可控飽和電感作為其中一路輸出(如5V)的電壓調節元件,重要輸出(如12V)仍用pWM控制,如圖1所示;由高頻可控飽和電感組成的電路稱為后置調節器(pmtregu1ator)或磁放大(Magamp)調節器,但并不按放大器的原理工作,因此稱為“磁調節器”似乎更合適。其優點是:電路簡單、EMI小、可靠性高、效率高,可以比較精確地調節輸出電壓。特別適合應用于輸出電流為1安到幾十安的開關電源。


如圖1正激式開關電源5V輸出磁調節器的原理圖


自飽和電感即帶鐵心(無空隙)的線圈,其特點是:電感量隨通過的電流大小自動變化,當電流足夠大時,鐵心自動進人飽和。假如鐵心磁特性是理想的(如呈矩形)則自飽和電感類似一個磁“開關”。在開關電源中應用自飽和電感和變壓器副邊輸出整流管串聯如圖2所示,可以消除二次寄生振蕩,減少循環能量,吸收浪涌,抑制尖峰,使整流管損耗減小。


此外,自飽和電感在移相全橋ZVS-pWM開關電源中可以作為諧振電感,擴大輕載下滿足ZVS條件的范圍,并使其占空比損失最小;在變壓器原邊串接電容和自飽和電感,可以實現混合ZVZCS-pWM控制。


如圖2用自飽和電感消除開關電源二次寄生振蕩


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