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淺談開關(guān)變壓器及工作原理

2018年11月01日 15:52 作者:工程師之余 用戶評論(0

開關(guān)變壓器,同時(shí)也會被當(dāng)作脈沖變壓器進(jìn)行稱呼,這是它的另一個(gè)名字。它是屬于在開關(guān)電源當(dāng)中的變壓器,也就工作在開關(guān)狀態(tài)當(dāng)中。一般都是工作在脈沖狀態(tài)下,其頻率范圍從十來Hz到幾千Hz不等的頻率條件下。

關(guān)于對開關(guān)變壓器的分類,對于輸入電壓來說,有單激式和雙激式之分:對于輸出電壓來說,又有正激式和反激式之分。單激式和雙激式開關(guān)電源,或正激式和反激式開關(guān)電源,它們使用的開關(guān)變壓器,在工作原理方面也有很大的不同。

當(dāng)開關(guān)變壓器的輸入電壓為直流脈沖電壓時(shí),稱為單極性脈沖輸入,這種單極性脈沖輸入的開關(guān)電源稱為單激式變壓器開關(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)電源稱為雙激式變壓器開關(guān)電源;當(dāng)變壓器的初級線圈正在被直流脈沖電壓激勵時(shí),變壓器的次級線圈正好有功率輸出,這種開關(guān)電源稱為正激式變壓器開關(guān)電源;當(dāng)變壓器的初級線圈正好被直流脈沖電壓激勵時(shí),變壓器的次級線圈沒有向負(fù)載提供功率輸出,而僅在變壓器初級線圈的激勵電壓被關(guān)斷后才向負(fù)載提供功率輸出,這種變壓器開關(guān)電源稱為反激式開關(guān)電源。

設(shè)開關(guān)變壓器鐵芯的截面為S,當(dāng)幅度為U、寬度為τ的矩形脈沖電壓施加到開關(guān)變壓器的初級線圈上時(shí),在開關(guān)變壓器的初級線圈中就有勵磁電流流過:同時(shí),在開關(guān)變壓器的鐵芯中就會產(chǎn)生磁場,變壓器的鐵芯就會被磁化,在磁場強(qiáng)度為H的磁場作用下又會產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁力線通量,簡稱磁通,用“”表示:磁感應(yīng)強(qiáng)度B或磁通φ受磁場強(qiáng)度H的作用而發(fā)生變化的過程,稱為磁化過程。所謂的勵磁電流,就是讓變壓器鐵芯充磁和消磁的電流。

開關(guān)變壓器工作原理

220V的交流電,經(jīng)過整流濾波,變成310V的直流。這個(gè)直流電壓,通過開關(guān)變壓器的初級加在開關(guān)管的集電極,同時(shí),開關(guān)管的基極加有一定的偏壓,這個(gè)偏壓會使開關(guān)管導(dǎo)通。由于通電瞬間的開關(guān)管導(dǎo)通,這樣接在開關(guān)管集電極的開關(guān)變壓器的初級上產(chǎn)生電流,這個(gè)電流在開關(guān)變壓器的磁芯上產(chǎn)生磁場,這個(gè)磁場在反饋線圈上產(chǎn)生電壓,這個(gè)電壓加在開關(guān)管的基極,這個(gè)正反饋電壓使開關(guān)管更加導(dǎo)通,磁場加大,反饋電壓增大。開關(guān)管進(jìn)一步導(dǎo)通,直到飽和。飽和后的通過開關(guān)管集電極的電流最大。但電流的變化幅度減小。直到不變化。開關(guān)變壓器初級電流不變化了,感應(yīng)的磁場也消失了,反饋的電壓也消失了。開關(guān)管基極由于反饋電壓消失,它由深度的飽和狀態(tài),迅速退回導(dǎo)通狀態(tài),集電極電流迅速減小,這個(gè)減小的電流,使磁芯上產(chǎn)生一個(gè)與前述相反的磁場,這個(gè)相反的磁場在反饋線圈上同樣產(chǎn)生一個(gè)與上述相反的反饋電壓,這個(gè)電壓加在開關(guān)管的基極上,加速了開關(guān)管由導(dǎo)通趨于截止,開關(guān)管截止后,電流消失,反饋電壓消失,開關(guān)管在直流偏壓的作用下,又開始了下一個(gè)導(dǎo)通、飽和、導(dǎo)通、截止的過程。這樣的過程不斷地循環(huán),就是開關(guān)電源的工作原理。

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