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电源基础知识 开关电源中的变压器

发布时间:2023-05-19 21:24:37    来源:半岛体育平台登录入口

  安全阻隔:拜见UL规范60950-1. 信息技术设备-安全-第1部分:通用要求等,本书第10章也会介绍到安规规范。

  这些功用是经过使将两个或更多个独自的绕组与一个一起的磁芯耦合来完成的。施加到一个绕组的能量经过磁场耦合传递到其他绕组, 而绕组之间自身没有任何直接衔接(这称为电流阻隔或欧姆阻隔)。

  有两种不同类型的变压器:第一种是实时接连地将能量从原边传输到副边,而在变压器内部存储的能量极小,第二种则是首要将能量贮存在磁场中,然后将能量传输到副边绕组。后一种类型一般被认为是 “反激式”变压器,尽管它依然是在个共用的磁芯 上具有两个或更多绕组的变压器,可是从规划观念来看,看作为耦合电感器更好,由于是电感决议了随后从原边传输到副边所带着能量的巨细。

  该示意图显现了具有NP匝的原边绕组以及具有NS匝的一个副边绕组。当然。这或许存在多个副边绕组,每个都能够有不同的输出电压,可是现在的评论将局限于双绕组模型。匝比NP/NS表明每个绕组中的实践线圈匝数比,以及抱负变压器中的原边和副边的电压比。

  可是,实践使用中的变压器还包括一些寄生元件:与原边绕组并联的励磁电感LM.以及与原边绕组串联的漏感LL。磁化电感即代表用于树立磁耦合场的那部分输入能量,其值由原边匝数和磁芯特性确认。在传统的(工频)变压器中,其值十分高,所以在磁场循环中丢失的能量是很小的。

  在反激式变压器中,磁化电感是首要的储能元件,用于贮存从原边传递到副边的一切能量。两种变压器的首要差异在于磁芯特性。惯例变压器的磁芯将具有高磁导率,然后答应磁场快速树立,而反激变压器则具有低得多的磁导率,然后在必定的时间内答应在磁场中存储更多的能量。

  在原理图中,变压器漏感与原边绕组是串联的。而实践上,它存在于原边绕组和副边绕组之间,而且是由它们之间的物理阻隔发生的。这一般是一个适当小的值,但不是做不足道的。也要考虑其影响。它受变压器物理绕组办法的影响很大,假如将原边和刷边绕组首要绞合在一起然后缠绕在磁芯上, 这样漏感值将是最小的,但这一般不是一个很实践的办法(由于需求考虑到初副边绝缘要求)。可是为了安全所需求,各绕组之间有必要添加电气绝缘,这样漏感会添加。而且假如主绕组和次绕组缠绕在磁芯上的方位相隔较远的话,则该值会变得十分大。

  在传统的降压变压器中,原边侧漏感的影响更为严重,而在反激式变压器中,副边侧变得更为重要,特别是当有多个副边绕组时。漏感的物理效应表现为减缓或是推迟初度/级绕组电流的快速改变,所以当脉冲宽度调制信号经过变压器时,信号宽度会略微变窄。在每个功率传输周期中,存储在磁化电感和漏感中的任何能量都有必要复位归零,这样才干避免变压器饱满。

  尽管变压器能够高效率作业,但在实践规划过程中依然需求考虑其损耗,这些损耗能够分为两类,即绕组损耗和磁芯损耗,一般规划方针是使它们大致持平。绕组损耗是由导线的直流电阻引起的损耗,即为I2R和绕组中沟通损耗构成,但开关频率添加时绕组中的沟通损耗变得愈加重要。而磁芯损耗是由磁场的效果引起的,很大程度上取决于磁芯的特性、磁通密度和开关频率。

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