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1、高频脉冲变压器在开关电源中的能量转换作用泰州市职工大学张玉驹,,摘要本人阐述了实际变压器有储能特性应用在开关电路中脉冲变压器线圈中会产生电流快速变化。通过应用卒例和浏试说明其应用价值。;;;;关键词脉冲变压器储能特性开关电路能童宁恒定律能量转换目前应用比较广泛的开关电源、逆变器等,工程技术人员在设计时一般都采用高频变压器。它工作在高频脉冲状态时,就可能出现某一时刻线圈中电流快速变化,其实质是高频变压,。器有储能特性初级和次级间进行了能量转换,1实际变压器有储能特性初级和次级相互间可以能量转换图1为有初、次级绕组的变压器,图2为其
2、电路图。变压器是藕合的电感性元件,设为全,,藕合K一1则有L,Z“,一+.ddt卜i杂M一一留Z或一L+l。2di杂一留中~妈+件-材lN由后面的关系式可得一一n眯2瓦i:12,此时若有某种因素使或为零由于藕合电}一一二一~~}感的口,“,、“:,存在不会为零实际变压器作为藕合电毛J,。题蛋感元件有储能特性,如果把图2改成图3组成并联型开关电1、。,图有初次级绕组的变压器路图3中B为高频脉冲变压器从同名端可,知其端口的线性关系式变为,di一MU,1~一1.‘气=dt杂,di一MU,-一,一乙一dt杂c。,当脉冲信号电压由T转向T
3、时间间隔、.,.,,,_,,一__一一二~,;,di,开关管T由饱和转向截止‘一。箭二级管D导通共次级得2。22,ZZ2“。到的功率尸1能量w一L‘这说”,研一‘‘’‘’‘鲁‘一‘。“产卜7一一曰.~”2一,’一~,明当初级线圈电流快速变为零时把初级的能量。图2变压器电路图(储存的)转移到次级2能量不能突变,,从所周知能量守恒是自然的规律能量不会跃变这也是客观事实。只有发生能量,转换的现象把一种能量转换成另一种。‘形式的能量而已+.卜引B1Il奢.、,Nl.或:对一般变压器而言在假定
4、它是理争补乙,K~想变压器藕合系数1电感L视为无限大时才能认为初级和次级线圈输入功,ul,uZZ,一一·率的总和等于零即i+i~0也才}举能说明变压器既不消耗能量也不存储能l之-r一杏一,J飞厂1,。*,量只起能量的传递作用但实际上变压!平乌O____器所用磁性材料的导磁率产不可能做成一工久上上」,,无限大磁芯也不可能无限大磁通甲也,图3并联开关电路不可能完全限制在芯内因此漏磁通实,,,际是存在的同时根据电磁感应定律,,,。通电线圈必然产生磁场电感L存在且不可能为无限大所以实际变压器就有储能作用,。那么变压器储存的能量究竟如何转
5、换呢?我们仍以图3开关电路为例进行论述:,。图3中脉冲变压器初级电流i是脉冲电流它是受开关管T控制的在T管导通的时:,,;:,。,。,间Tc内线圈有电流‘初级线圈储存的能量w一L‘在T管快速进入截止时间:内’,「J,.’二,J’J碑’J压粤l一‘’、‘、一J‘一”‘J’、门目F””H..”2一一曰护,“~~~~~~一一~~一,uZ,,:。变压器初级线圈中电流快速变为零>0整流二极管导通有次级感应电流i此时次级:2,。,的能量w一‘,忽略变压器的损耗根据能量守恒定律咨’J‘鲁‘一‘’‘子,’‘’,”.”~一“~”“”~‘曰一~”~
6、2一一一一~~1二.,一l2,,,尽尸,,LW澎W百‘艾澎2、;1、、、一二,厚V‘2nZ,,,,以稳态情况分析在开关管T导通的时间Y’c内初级电流的增加量乙I储存能量的增,:1。。,,加量乙W~~二尸ZJIO卫在开关管T截止的时间T内次级消耗初级储存的能量次级电流艺ZZ。,:,‘w一L‘:,减小减小的电流量△I消耗的能量含在一周内储存的能量应和消耗的能,l:,!Z。量相等乙w一△w即‘△I,一L二:告告,,。综上所述变压器初级线圈中电流虽有快速变化但消耗的能量必定等于储存的能量高频脉冲变压器中的能量就是这样转换的。3高频脉冲变
7、压器在开关电源中的应用,,开关电源电路是在直流变换器前面加整流器。脉冲变压器就用在直流变换器中直流变换器输出的,n,是稳定的直流电压其大小与高频变压器的变比开。,关脉冲的占空比舀有关利用能量转换式可以推导u。n、。输出电压与占的关系,,开关管导通时处于饱和V,’“0一ul一uI一V,.、.,,‘._,,_____d,“,,___一u,一,f、一’尹所月以初’月级‘感应电压又表示,J、为/J‘,L‘宁t、岛‘~~~即一卫~~~~d一~_·-J,.、....、·----‘V卜一一一乙I__一一.___一哥井、ul‘则、“开/’关/、
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