开关电源转换器饱和电感的应用

2020-05-18      624 次浏览

饱和电感有两种:一种是自饱和电感(Se1f-saturateinductor)或简称为饱和电感;另一种是可控饱和电感(CONtro11edsaturateinductor),习惯上称为磁放大器。


20世纪80年代,由于高频磁性材料,如非晶态磁合金、超微晶软磁合金等的发展,使有可能在多路输出的高频(大于100kHz)开关电源中,用高频可控饱和电感作为其中一路输出(如5V)的电压调节元件,重要输出(如12V)仍用pWM控制,如图1所示;由高频可控饱和电感组成的电路称为后置调节器(pmtregu1ator)或磁放大(Magamp)调节器,但并不按放大器的原理工作,因此称为“磁调节器”似乎更合适。其优点是:电路简单、EMI小、可靠性高、效率高,可以比较精确地调节输出电压。特别适合应用于输出电流为1安到几十安的开关电源。


如图1正激式开关电源5V输出磁调节器的原理图


自饱和电感即带铁心(无空隙)的线圈,其特点是:电感量随通过的电流大小自动变化,当电流足够大时,铁心自动进人饱和。假如铁心磁特性是理想的(如呈矩形)则自饱和电感类似一个磁“开关”。在开关电源中应用自饱和电感和变压器副边输出整流管串联如图2所示,可以消除二次寄生振荡,减少循环能量,吸收浪涌,抑制尖峰,使整流管损耗减小。


此外,自饱和电感在移相全桥ZVS-pWM开关电源中可以作为谐振电感,扩大轻载下满足ZVS条件的范围,并使其占空比损失最小;在变压器原边串接电容和自饱和电感,可以实现混合ZVZCS-pWM控制。


如图2用自饱和电感消除开关电源二次寄生振荡


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