超微晶磁芯及其在开关电源中的应用

技术分类: 电源技术  | 2006-04-05
来源:中国电源网 | 沙占友,孟志永,安国臣

两种共模电感的外形比较

图3    由尖峰抑制器构成EMI滤波器的电路

两种情况下通过整流管电流波形的比较

(a)不加尖峰抑制器    (b)加尖峰抑制器

图4    两种情况下通过整流管电流波形的比较

  尖峰抑制器典型的磁滞回线如图5所示,在到达工作点1之前(电流导通时),磁芯处于饱和状态,具有非常低的电感量;当电流关断时到达工作点2(亦称剩磁点)时,由于整流管存在反向恢复时间,使得电流继续沿着负的方向减小,但?微晶磁芯具有非常高的磁导率,这时会呈现很大的电感量,所以它就不经过理论工作点3(该点本应对应于出现反向尖峰电流IR的时刻),而是直接到达工作点4(即反向剩磁点),然后又被磁化开始另一循环。这种抑制整流管尖峰电流的特性被称之为“软恢复”。图5中的IFe为激励电流。

尖峰抑制器的磁滞回线

图5    尖峰抑制器的磁滞回线

 

 下面介绍设计尖峰抑制器的公式。若令整流管的反向恢复时间为trr(单位取s),反向电压为UR(V),通过整流管的电流为IF(A),则尖峰抑制器必须满足下述条件。

  Φ· S≥1.5trrURIF(1)

  式中:Φ为磁通;

      S为磁芯的绕线面积。

  计算铜导线线径的公式为

   公式(2)

  所须绕制的匝数为

  N>πtrrUR/Φ(3)

       3    结语

       随着电力电子技术的发展和成熟,人们逐渐认识到磁性元件不仅是电源中的功能元件,同时其体积、重量、损耗在整机中也占相当比例。据统计,磁性元件的重量一般是变换器总重量的30%~40%,体积占总体积的20%~30%,对于模块化设计的高频电源,磁性元件的体积、重量所占的比例还会更高。另外,磁性元件还是影响电源输出动态性能和输出纹波的一个重要因素。因此,要提高电源的功率密度、效率和输出品质,就应对减小磁性元件的体积、重量及损耗的相关技术进行深入研究,以满足电源发展的需要。我们有理由相信,微晶磁芯在开关电源中将有非常宽阔的应用前景。 

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