一、饱和电感:特性与广泛应用深度解析
开关电源,作为一种高频电能转换装置,扮演着电源供应器中不可或缺的角色。它的核心机制涉及晶体管在全开和全闭模式之间的频繁切换,这两种模式都具有低耗散的特性,尽管在切换过程中可能会出现短暂的高耗散。相对于其他类型的电源,开关电源具有更高的能效,减少了废热的产生,同时也具备较高的转换效率。由于其高工作频率,它能够使用更小、更轻的变压器,因此在工业自动化控制、军事设备、科研仪器、LED照明等领域得到了广泛应用。
二、饱和电感在开关电源中的多重应用:
1. 尖峰抑制器:尖峰干扰是开关电源中常见的问题,主要源自开关管和二次整流二极管的瞬间开关。饱和电感因其易饱和、储能能力较弱的特性而成为解决这一问题的关键。通过其高阻抗状态,能够有效抑制尖峰电流的产生,从而减少尖峰干扰。同时,在饱和状态下,饱和电感的体积较小,损耗也相对较低,因此常被用作尖峰抑制器。
2. 磁放大器:磁放大器利用可控饱和电感传导延迟的物理特性,来调节开关电源的占空比和输出功率。通过输出电路的反馈信号控制开关特性,调节电压脉冲宽度,实现输出电压的稳定。透过在可控饱和电感上增加适当的采样和控制装置,可以调整开关延迟时间,构建稳压电路。
3. 移相全桥ZVS-PWM变换器:移相全桥ZVS-PWM变换器融合了零电压开关准谐振技术和传统PWM技术的优点,具有控制简单、开关损耗低、可靠性高等特点。饱和电感作为谐振电感,可扩大开关电源在轻负载下的ZVS条件范围,提高逆变电源的有效工作范围。
4. 逆变电源:逆变电源具有控制性能好、效率高、体积小等优点,广泛应用于自动控制、电力电子、精密仪器仪表等领域。采用饱和电感作为输出电感,可有效提升逆变电源的动态性能。
5. 谐振变换器:谐振变换器中带有串联电感或饱和电感。通过将开关的电感串联,可降低开关损耗,实现零电流开通。这种结构改善了二极管的关断条件,提高了变换器的效率和可靠性。
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