“反激式开关电源设计的思考一”文中,分析了反激式变换器的特殊性防止磁芯和的重要性,那么如何防止磁芯的饱和呢?大家知道增加气隙可在相同ΔB的情况下,ΔIW的变化范围扩大许多,为什么气隙有此作用呢?由全电流定律可知:
由上例可知,同一个磁芯在电流不变的条件下,仅增加1mm气隙,加气隙的磁感强度仅为不加气隙的磁感应强度的4.8%,看来效果相当明显。加了气隙后,是否会影响输出功率呢?换句话说,加了气隙变压器还能否储原来那些能量呀?看一下下面的例子就知道了:在“思考一”一文中已讨论过,当开关管导通时,次级绕组均不构成 回路,此时,变压器象是仅有一个初级绕组带磁芯的电感器一样,母线将次级需要的全部能量都存在这个电感器里。
如下图1就是一个有气隙的电感器:
图1表示一个磁芯长为lm,气隙长为lg,截面积为Ae的磁芯,
在其上绕N匝线圈,当输入电压为Ui时,输入功率为Wi:
6式右边的积分为图2中阴影部分面积A,即就是说:磁场能量的大小等于磁化曲线b和纵轴所围成的面积大小.
图1中,假定磁路各部分的面积相等,磁芯各部分的磁场强度为Hm,气隙部分的磁场强度为Hg,由全电流定律得:
11式右边第一项是磁芯中的磁场能量,第二项是气隙部分的磁场能量,分别用Wi和Wg表示;那么;
图3中,曲线m表示图1电感器无气隙时的磁化曲线,曲线g表示有气隙时的磁化曲线。图中,面积Am表示储存在磁芯部分的磁场能量;面积Ag表示储存在气隙部分的磁场能量。上面讲了气隙的作用以及磁场能量在变压器中的分布,那么,根据输出功率如何选用磁芯呢?将在反激式开关电源设计思考三中讨论。 |