文章來源:本站 時(shí)間:2023-06-30
開關(guān)變壓器一般指開關(guān)電源中使用的變壓器,工作在脈沖狀態(tài),頻率為十幾到幾十千赫茲甚至幾百千赫茲,鐵芯一般采用鐵氧體材料。一般都工作在脈沖狀態(tài),頻率從十幾赫茲到幾千赫茲不等。
關(guān)于開關(guān)變壓器的分類,對(duì)于輸入電壓,有單激式和雙激式;對(duì)于輸出電壓,有正向激勵(lì)型和反激型。單、雙激式開關(guān)電源,或者正激、反激式開關(guān)電源,都使用開關(guān)變壓器,工作原理也有很大不同。
當(dāng)開關(guān)變壓器的輸入電壓為DC脈沖電壓時(shí),稱為單極脈沖輸入,這種單極脈沖輸入的開關(guān)電源稱為單激變壓器開關(guān)電源;當(dāng)開關(guān)變壓器的輸入電壓為正負(fù)交替的脈沖電壓時(shí),稱為雙極性脈沖輸入,這種雙極性脈沖輸入的開關(guān)電源稱為雙勵(lì)磁變壓器開關(guān)電源。當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈被DC脈沖電壓激勵(lì)時(shí),變壓器的次級(jí)線圈正好有功率輸出。
這種開關(guān)電源稱為正激變壓器開關(guān)電源;當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈剛好被DC脈沖電壓激勵(lì)時(shí),變壓器的次級(jí)線圈不向負(fù)載提供功率輸出,而只是在變壓器的初級(jí)線圈的激勵(lì)電壓被關(guān)斷之后。這種變壓器式開關(guān)電源稱為反激式開關(guān)電源。
設(shè)開關(guān)變壓器鐵心的截面為s,當(dāng)開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈上加有幅值為U、寬度為τ的矩形脈沖電壓時(shí),開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈中就會(huì)流過勵(lì)磁電流。同時(shí),開關(guān)變壓器的鐵芯中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),變壓器的鐵芯會(huì)被磁化。在磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的磁場(chǎng)作用下,會(huì)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通量。用“”表示:磁感應(yīng)強(qiáng)度B或磁通量φ受磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響。
所謂勵(lì)磁電流,就是對(duì)變壓器鐵芯進(jìn)行磁化和退磁的電流。
開關(guān)變壓器的工作原理
20伏交流電經(jīng)整流和濾波后,成為310伏DC。這個(gè)DC電壓通過開關(guān)變壓器的初級(jí)施加到開關(guān)管的集電極。同時(shí)在開關(guān)管的基極施加一定的偏壓,會(huì)使開關(guān)管導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)管在上電的瞬間導(dǎo)通時(shí),連接到開關(guān)管集電極的開關(guān)變壓器的初級(jí)產(chǎn)生電流,該電流在開關(guān)變壓器的磁芯上產(chǎn)生磁場(chǎng),并且該磁場(chǎng)在反饋線圈上產(chǎn)生電壓。這個(gè)電壓施加到開關(guān)管的基極,這個(gè)正反饋電壓使開關(guān)管更加導(dǎo)通,從而增加了磁場(chǎng)和反饋電壓。
開關(guān)被進(jìn)一步接通,直到它飽和。飽和后,通過開關(guān)管集電極的電流大。但是電流的變化幅度減小。直到它不再改變。變壓器初級(jí)電流不變,感應(yīng)磁場(chǎng)消失,反饋電壓消失。
因?yàn)榉答侂妷涸陂_關(guān)基極消失,很快從深度飽和狀態(tài)回到導(dǎo)通狀態(tài),集電極電流迅速下降。該減小的電流在磁芯上產(chǎn)生與上述磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng),并且該相反的磁場(chǎng)還在反饋線圈上產(chǎn)生與上述磁場(chǎng)相反的反饋電壓。這個(gè)電壓施加到開關(guān)的基極,加速開關(guān)從導(dǎo)通到截止。開關(guān)斷開后,電流消失,反饋電壓消失。在DC偏置的作用下,開關(guān)被關(guān)斷。這個(gè)過程不斷循環(huán),這就是開關(guān)電源的工作原理。