可飽和電感與磁放大器的聯(lián)合應用

　　可飽和電感與磁放大器聯(lián)合應用的方式之一，是磁放大器的穩壓利用了可飽和電感導通延時(shí)的物理特性，控制開(kāi)關(guān)轉換器的占空比和輸出功率來(lái)穩定輸出電壓的一種方法。在可飽和電感上加上適當的采樣和控制元件，調節其導通延時(shí)的時(shí)間，就可以構成最常見(jiàn)的磁放大器穩壓電路。圖1所示是一個(gè)輸人為110～220V交流50 Hz電壓，輸出為直流5v/20A，12V/10A的雙管正激式開(kāi)關(guān)電源的電路。其中，5V/20A是主控回路，其輔助輸出12v/1OA的電路因輸出電流較大，對穩壓精度和負載穩定度都有較高的要求，采用普通的方法穩壓效果都不是很理想的。如果采用磁放大器穩壓技術(shù)就可以圓滿(mǎn)地解決這一問(wèn)題，使穩壓電路的結構簡(jiǎn)單，耗散功率小，并可以達到毫伏級的穩壓精度。

　　圖1 雙管正激式開(kāi)關(guān)穩壓電源電路圖

　　110～220V交流50Hz輸入經(jīng)過(guò)有源功率困數校正電路提升電壓后，輸出400V的直流電壓加在功率模塊的初級上，次級繞組W1輸出峰值為20V，占空比約為25%的方波電壓，次級繞組W2的輸出峰值電壓為50V。在加人磁放大器穩壓電路（見(jiàn)圖⒍62中虛線(xiàn)框內部分）前，輔助電路12V處的輸出電壓U2＝50V×0.25＝12.5V，在5V滿(mǎn)載而12V空載時(shí)，由于輔助輸出電路沒(méi)有死負載放電回路，實(shí)際輸出電壓還會(huì )高得多。加人磁放大器穩壓電路后，由于它的調節作用，輔助輸出電路在任何負載條件下都可以得到理想的12V輸出電壓。下面介紹磁放大器穩壓電路的工作原理，穩壓過(guò)程中可飽和電感壇的磁感應強度變化曲線(xiàn)仍可由圖1 表示。

　　初級功率開(kāi)關(guān)管V1和V2截止時(shí),次級二極管D1反向截止，二極管D2導通續流，儲能電感L1釋放能量，電源的輔助輸出電路處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)，一個(gè)毫安級的小電流If經(jīng)過(guò)V3，D3流入可飽和電感Ls，在Ls中產(chǎn)生了附加磁感應強度B。,B。位于磁滯回線(xiàn)的C點(diǎn)。在功率開(kāi)關(guān)管V1 和V2重新導通后，由于電感Ls的限流作用，D1中的電流只能緩慢增大，碭仍起著(zhù)續流的作用，電源的輔助輸出電路仍處于關(guān)斷狀態(tài)。只有在經(jīng)過(guò)△T的延時(shí)時(shí)間后，當D1中的電流增加到了一定數值，Ls中的磁感應強度達到了飽和磁感應強度Bs（A點(diǎn)）時(shí)，L1才能立即飽和，D1中的電流迅速增加，碭迅速截止，儲能電感L1進(jìn)人儲能階段，電源的輔助輸出電路進(jìn)人導通狀態(tài)。

　　由上面的分析可知，由于可飽和電感Ls的接人，使得輔助輸出電路的導通時(shí)間Ls占空比Du，都較主輸出電路小，通過(guò)對占空比Du，的調節最終實(shí)現了輔助輸出電路的穩壓目的。Du．具有很大的調節范圍，在輔助輸出電路完全空載時(shí)，Du，幾乎可以被調節到零，從而使輔助輸出電路具有了很高的負載穩定度和穩壓精度。占空比Du，可以根據下式進(jìn)行計算

　　式中TON——主輸出電路的導通時(shí)間；．

　　 T——電源的開(kāi)關(guān)周期； ｜

　　 △T——Ls的導通延時(shí)時(shí)間。

　 可飽和電感的導通延時(shí)時(shí)間△T由附加磁感應強度Bo電流If等確定，Bo、If由采樣控制電路根據輸出電壓的大小自動(dòng)調節?！鱐由下式計算

　　△T＝WAe(Bs-Bo)/uL

　　式中 Bs——可飽和電感的飽和磁通密度；

　 　Bo——介于±Bs之間，由工作電流If確定；

　　Ae——可飽和電感的磁心截面積；

　　 W——可飽和電感的繞組匝數；

　 　Ul——加在可飽和電感兩端的電壓。

　　在Bo＝－ Bs時(shí)，△T有最大值△Tmax＝2WAeBs/UL；在Bo＝Br時(shí)，△T有最小值△Tmin＝wAe(Bs-Br)/UL。If一般設計為幾十毫安，If的近似值由下式計算

　　式中 He——可飽和電感的矯頑力；

　　μi——起始磁導率；

　 　lm——可飽和電感的等效磁路長(cháng)度。

　　基于與正激電源輔助輸出穩壓同樣的原理，由兩套磁放大器穩壓電路就可以構成推挽電源、橋式電源的輔助輸出穩壓?jiǎn)卧?。此外，也可以由磁放大器方便地組成正反混激電源輔助輸出穩壓?jiǎn)卧取?/P>