当流过开关变压器线圈的工作电流等于图2-55中Ib 时,开关变压器线圈的电感量为值Lmax ;在此种情况下,开关变压器的工作效率,因为,此时开关变压器铁芯损耗与开关变压器线圈损耗的乘积(磁滞损耗与励磁电流的大小成正比,还与磁感应强度增量的平方成正比;涡流损耗与磁感应强度增量的平方成正比;铜阻的损耗与导线的长度成正比);并且,开关变压器的伏秒容量VTb与极限伏秒容量VTmax还有很大的安全距离。
图2反激式开关电源变压器的工作原理图,由于反激式开关电源在开关接通期间,变压器只存储能量,不输出功率,因此,在开关接通期间,图2电路可以等效成图3电路。
在图3电路中,当开关接通时,电源E对电感L1进行充磁,并产生励磁电流i1,如果把L1看成是一个常数,则i1由下式表示:
很多人就是根据(2)式和(3)式来确定开关变压器初级线圈的电感量的。
开关变压器伏秒容量的测量
图中,M为电感测试仪,LT为隔离电感,I为电流源,LX为待测开关变压器初级线圈。LT的电感量必须远远大于被测开关变压器初级线圈的电感量,但如果电流源I是一个理想的恒流源,那么隔离电感LT可以省去。
开关变压器的伏秒容量可以用直流迭加法来测量,图7是一个对开关变压器进行伏秒容量进行测试的原理图。
电流迭加法就是在开关变压器线圈中迭加一直流电流,让开关变压器铁芯进行磁化,然后,对开关变压器的电感量进行测量,从而间接测量开关变压器线圈的伏秒容量VTm。VTm的定义是,当迭加直流I使电感LX的电感量减小到初始值L0的0.9倍时,开关电源变压器所对应的伏秒容量VT值。
开关变压器的伏秒容量VTm由下面公式求得:
式中:Im为使电感LX的电感量减小到初始值L0的0.9倍时迭加直流的对应值。
知道了开关变压器的伏秒容量,就可以确定变压器的工作电压Vm和脉冲宽度Ton。
从(10)式还可以看出,由于Im与Lx的值都与变压器铁芯的气隙长度有关,因此,它们三者之间必然有一个值。这个值我们通过测试几个样品很容易就知道。
此测试方法有一定的正交性质,因此,相对来说,试验结果会更准确和更科学。正交性就是所得结论和试验是沿着两个不同方向进行。
(9)式中E可取输入电压的值,τ取值可根据输入电压为值时对应的占空比Dmin和工作频率F求得。求伏秒容量VTm时,应把τ值换成τx,一般取τx = 1.43τ。
图9是测试伏秒容量时,迭加直流Im,与平均工作电流Ia、半波平均电流Iaτ1、半波电流Imτ1各者之间的关系。
从图中可以看出,当D=0.5时,迭加直流Im是平均工作电流Ia的5.4倍,如果在此工作状态下,初级线圈的电流密度为3A/mm2,则测试电流的密度为16.2A/mm2,因此,在测试过程中变压器初级线圈一般都发热,这正好也是校验初级线圈电流密度取得是否合适的方法。
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