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關(guān)于開關(guān)電源的諧振去磁的特點

來源：發(fā)布時間：2019-06-29 點擊量：1255

關(guān)于開關(guān)電源的諧振去磁的特點

開關(guān)電源只使用一支功率開關(guān)管，整體電路結(jié)構(gòu)比較簡單，在中小功率輸出的場合得到了廣泛的應(yīng)用。但這種拓撲結(jié)構(gòu)形式的特點是功率變壓器工作于B-H曲線的第一象限，變壓器存在磁心飽和的潛在隱患，必須采用適當(dāng)?shù)娜?/span>磁方法，將功率變壓器在開關(guān)導(dǎo)通時存儲的磁化能量在截止期間瀉放或者消耗掉。否則，經(jīng)過多個開關(guān)周期后，由于剩磁作用，變壓器的工作點逐漸上移，極易由于磁心飽和而產(chǎn)生近似短路狀態(tài)，導(dǎo)致功率開關(guān)管上流過較大的電流，超過其額定值而燒毀。

實際上，由于目前的開關(guān)電源普遍采用MOSFET作為功率開關(guān)，因此僅利用其分布參數(shù)也能夠較好的完成去磁工作，即采用諧振技術(shù)進行去磁。諧振去磁的基本原理為：在功率開關(guān)截止后，利用變壓器的自感和電路中元器件的分布電容進行諧振，將開關(guān)電源的變壓器的磁化能量進行轉(zhuǎn)移。這樣，省去了相對復(fù)雜的去磁設(shè)計，使得電路結(jié)構(gòu)得到簡化。

1、降低了對控制電路的50%占空比的要求。開關(guān)電源在實際工程中通常采用在主變壓器中增加第3個繞組的方法進行去磁。由于受到開關(guān)管的耐壓值的限制，通常將去磁繞組與初級繞組的匝比定為1：1。這樣，最大占空比只能達到50％。同時。為了減少開關(guān)管關(guān)斷時的電壓尖峰，復(fù)位繞組和初級繞組在工藝上要求緊密耦合，因此變壓器的設(shè)計和加工工藝比較復(fù)雜。而諧振去磁只要求在開關(guān)管截止期內(nèi)，至少保證能完整進行半個諧振周期工作。而通過諧振頻率的選擇和諧振元件參數(shù)值的調(diào)整，可以充分保證做到這一點。這樣，占空比不再受50％的要求，開關(guān)電源可以工作于較寬的輸入電壓范圍。同時對于簡化電路結(jié)構(gòu)也很有意義。

2 、對比常規(guī)的去磁繞組法與諧振去磁，可以看出，常規(guī)的去磁繞組法中，磁化電流始終可以認為是非負值，在開關(guān)電源的開關(guān)導(dǎo)通時線性增長，在開關(guān)截止時線性減少。因此其B－H特性為第1象限；而諧振去磁的磁化電流在每一個周期內(nèi)有一段時間為負值，因此屬于雙向磁化電流變化。在選擇較大的磁感應(yīng)強度擺幅（ΔB）進行功率變壓器設(shè)計時，在防止磁心飽和方面，諧振去磁具有更多的優(yōu)勢。

3 、由理論分析和后面的桌面電路試驗的實際波形可以看出，諧振去磁時，開關(guān)管漏－源極電壓波形為較為光滑的半正弦波，而去磁繞組法為波形邊緣較為陡峭的脈沖方波，前者無疑比后者具有更小的高次諧波分量。因此，對于開關(guān)電源的EMI問題也有所改善。

4 、開關(guān)電源的諧振去磁中，諧振元件參數(shù)的確定在采用諧振去磁時，為以確保在開關(guān)截止期內(nèi)能夠完成半個諧振周期的去磁過程，需要仔細確定諧振元件的參數(shù)。因此，在理論分析的基礎(chǔ)上，必須在試驗中仔細觀察各種工作狀態(tài)下開關(guān)管的漏－源極波形，以確定比較適宜的諧振頻率。

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