高頻可飽和電抗功率調(diào)節(jié)器（磁占空比控制）

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高頻可飽和電抗功率調(diào)節(jié)器（磁占空比控制）

可飽和電抗功率調(diào)節(jié)器，也稱(chēng)作可飽和磁心磁調(diào)節(jié)器或磁脈寬調(diào)制器，常應(yīng)用于高頻電源適配器中，是一種線(xiàn)性頻率磁放大器功率控制技術(shù)。然而，在高頻應(yīng)用中，工作方式卻大為不同。
由于近期磁性材料的發(fā)展，特別是低損耗矩形磁滑回環(huán)軟磁非晶體合金的出現(xiàn)，這些技術(shù)現(xiàn)在在高頻開(kāi)關(guān)變換器中有著很有意思的應(yīng)用。
這種控制方式的主要吸引力是對(duì)低電壓下的大電流可以有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)。飽和電抗器中的功率損耗主要局限于繞組中小的電阻損耗。由于磁心損耗與被控制的負(fù)載電流無(wú)關(guān)，并且與傳送的功率相比較小，所以通常可以忽略。這種方法的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在飽和電抗器自身的高穩(wěn)定性和在多輸出電源適配器中提供獨(dú)立隔離的副邊調(diào)節(jié)能力。

大功率電源適配器工作原理
簡(jiǎn)單地說(shuō)，飽和電抗器在高頻電源適配器中相當(dāng)于一個(gè)飽和磁通控制電源適配器開(kāi)關(guān)，利用副邊脈寬控制技術(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過(guò)圖中所示的傳統(tǒng)的正激（降壓）調(diào)節(jié)器電路，可以很好地解釋其工作方式。

該圖表示了輸出LC濾波器和整流器（正如在典型的單端正激變換器副邊見(jiàn)到的樣）。對(duì)于這種濾波器結(jié)構(gòu)，輸出電壓與變壓器副邊電壓的關(guān)系由下式表示：

式中，Vout=輸出電壓;
Vs=變壓器副邊電壓峰值；
ton=導(dǎo)通時(shí)間，單位為us（當(dāng)A點(diǎn)電壓為正時(shí)）;
toff=關(guān)斷時(shí)間，單位為us（當(dāng)A點(diǎn)電壓為負(fù)時(shí)）。
比值ton／(ton=toff)常稱(chēng)為占空比D。從上面的式子可以看出，調(diào)節(jié)占空比或輸入電壓可以控制輸出電壓。
在之前的許多技術(shù)中，主變壓器原邊的功率脈沖寬度由原邊功率開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到對(duì)輸出電壓的動(dòng)態(tài)控制。在有些多輸出降壓變換器變換器中，可以控制輸入到方波變換器（DC變壓器）的電壓來(lái)得到固定的輸出電壓。在多輸出1A電源適配器中，要增加對(duì)輔助輸出的調(diào)節(jié)，所以經(jīng)常使用線(xiàn)性調(diào)節(jié)器，盡管線(xiàn)性調(diào)節(jié)器會(huì)出現(xiàn)高損耗。
很明顯，如果使用某種形式的脈沖寬度控制對(duì)副邊輸出電壓進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，將可以獲得較高的效率。可以在副邊回路中多個(gè)位置引入脈寬控制，在圖的例子中，副邊電路中的A點(diǎn)引了開(kāi)關(guān)S1。

圖中的開(kāi)關(guān)與所加的功率脈沖同步工作以進(jìn)一步減小加在輸出濾波器L1、C1上的脈沖寬度。減小脈沖寬度有兩種方法：一種是提前關(guān)斷功率脈沖，因此移動(dòng)的是功率脈沖的后沿；另一種方法是延時(shí)接通功率脈沖，因此移動(dòng)的是功率脈沖的前沿。這兩種方法都減小了加在輸出濾波器上的有效脈寬，通過(guò)對(duì)該開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，可以在低輸出電壓下調(diào)節(jié)輸出。
如果這個(gè)開(kāi)關(guān)和其他元件的損耗很低，這種功率控制方法的效率將很高。要達(dá)到低損耗，開(kāi)關(guān)必須是接近理想的。也就是說(shuō)，在接通狀態(tài)下開(kāi)關(guān)的電阻接近零，在斷開(kāi)狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)的電阻無(wú)限大，并且在開(kāi)關(guān)過(guò)程中損耗很小。
顯然，圖中的開(kāi)關(guān)可由任何能提供合適的開(kāi)關(guān)作用的器件代替。如功率場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET、SCR、 triac或晶體管（如 Bison，一種為同步開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的功率場(chǎng)效應(yīng)管）然而，所有這些器件在輸出大電流時(shí)具有相對(duì)大的損耗。在下一節(jié)中介紹的磁電抗器（扼流圈），數(shù)碼相機(jī)電源適配器可以認(rèn)為它在飽和時(shí)呈“并通”狀態(tài)，在非飽和時(shí)呈關(guān)斷狀態(tài)。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.11.29 來(lái)源：電源適配器廠(chǎng)家

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