開(kāi)關(guān)電源，又稱(chēng)交換式電源、開(kāi)關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。民熔開(kāi)關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開(kāi)模式及全閉模式之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散，但時(shí)間很短，所以民熔開(kāi)關(guān)電源比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。民熔開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而民熔開(kāi)關(guān)電源工作頻率高，也可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，民熔開(kāi)關(guān)電源重量也會(huì)比較輕。民熔開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明等領(lǐng)域。

小課堂之前有提過(guò)飽和電感優(yōu)質(zhì)的特性和類(lèi)別，那它又是如何應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源中呢？下面就和小課堂來(lái)看看這篇分享，假如你找不到飽和電感在開(kāi)關(guān)電源中超贊的應(yīng)用實(shí)例，下方中可以給你一個(gè)極佳的答案。

飽和電感在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用

1、尖峰抑制器

開(kāi)關(guān)電源中的尖峰干擾主要來(lái)自開(kāi)關(guān)管和二次整流二極管的開(kāi)關(guān)時(shí)刻。飽和電感具有易飽和、儲(chǔ)能能力弱的特點(diǎn)，能有效抑制尖峰干擾。當(dāng)電流增加時(shí)，飽和電感器表現(xiàn)出高阻抗并抑制尖峰電流。飽和后，飽和電感小，損耗小。這種飽和電抗器通常用作尖峰抑制器。

2、磁放大器

磁放大器利用可控飽和電感傳導(dǎo)延遲的物理特性，控制開(kāi)關(guān)電源的占空比和輸出功率。開(kāi)關(guān)特性由輸出電路的反饋信號(hào)控制，即利用磁芯的開(kāi)關(guān)功能，通過(guò)微弱信號(hào)控制電壓脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。在可控飽和電感上增加適當(dāng)?shù)牟蓸雍涂刂蒲b置，調(diào)整開(kāi)關(guān)延遲時(shí)間，可以構(gòu)成最常見(jiàn)的磁放大器穩(wěn)壓電路。

磁放大器的穩(wěn)壓電路有電壓模式控制和電流模式控制兩種。控制電路的工作原理是：將開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，通過(guò)誤差放大控制MOS晶體管的柵極，由MOS晶體管提供與輸出電壓相關(guān)的磁放大器SR的控制電流IC。

3、移相全橋ZVS-PWM變換器

移相全橋ZVS-PWM變換器結(jié)合了零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振技術(shù)和傳統(tǒng)PWM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。它的工作頻率是固定的。在換相過(guò)程中，利用LC諧振使器件實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。換相后，PWM技術(shù)仍用于傳輸能量。它具有控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。它是一種適用于大中型開(kāi)關(guān)電源的軟開(kāi)關(guān)電路。

然而，當(dāng)負(fù)載很輕時(shí)，特別是滯后橋臂開(kāi)關(guān)的零電壓開(kāi)關(guān)條件很難滿(mǎn)足。采用飽和電感作為移相全橋ZVS-PWM變換器的諧振電感，可以擴(kuò)大開(kāi)關(guān)電源在輕負(fù)載下的ZVS條件范圍。提高了逆變電源的軟開(kāi)關(guān)工作電壓范圍，提高了逆變電源的有效工作范圍。

飽和電感與開(kāi)關(guān)電源隔離變壓器的二次輸出整流器串聯(lián)，可以消除移相全橋ZVS-PWM開(kāi)關(guān)電源的二次寄生振蕩，降低循環(huán)能量，降低占空比損耗。另外，飽和電感和電容器與移相全橋ZVS-PWM開(kāi)關(guān)電源變壓器串聯(lián)一次，超前臂開(kāi)關(guān)管按ZVS工作，當(dāng)負(fù)載電流接近零時(shí)，電感增大，阻止電流反向變化，形成零電流條件滯后臂開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)移相全橋ZVS-ZCS PWM變換器。

4、逆變電源

逆變電源以其控制性能好、效率高、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、電力電子、精密儀器儀表等領(lǐng)域。它的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量，尤其是電源的動(dòng)態(tài)性能。由于逆變電源的特性，其動(dòng)態(tài)特性并不理想。

PWM和PFM控制逆變器的工作原理決定了為了獲得平滑的電流和電壓波形，必須在輸出電路中增加一個(gè)自由度電感，這是影響逆變器動(dòng)態(tài)性能的主要因素。對(duì)于恒壓源，電感電流與負(fù)載完全成反比；對(duì)于可控恒流源，要使電感電流由小變大，必須以負(fù)載小值為前提。雖然這不是一個(gè)完整的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但可以說(shuō)電流的變化在一定程度上反映了負(fù)載的變化。

因此，用隨電流增大而減小的電感作為逆變電源的輸出電感，可以有效地改變電源輸出電路的時(shí)間常數(shù)T，使其與R（T=L/R）完全成反比，然后在負(fù)載變化范圍內(nèi)將其保持在一個(gè)相對(duì)較小的值，這自然會(huì)提高動(dòng)態(tài)性能。

5、諧振變換器

帶串聯(lián)電感或飽和電感的串聯(lián)諧振變換器。當(dāng)諧振電感電流處于連續(xù)狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)會(huì)在零電壓/零電流下關(guān)斷，但很難導(dǎo)通，存在導(dǎo)通損耗。反并聯(lián)二極管自然開(kāi)啟，但關(guān)斷時(shí)有反向恢復(fù)電流。因此，反并聯(lián)二極管必須采用快恢復(fù)二極管。為了降低開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)通，可以將開(kāi)關(guān)的電感或串聯(lián)起來(lái)。接通前，飽和電感電流為零。當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，飽和電感限制開(kāi)關(guān)管的電流上升率，使電流從零緩慢上升，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電流開(kāi)通。同時(shí)，改善了二極管的關(guān)斷條件，消除了反向恢復(fù)問(wèn)題。

上面就是小課堂今天分享的，關(guān)于開(kāi)關(guān)電源飽和電感的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享。在民熔小課堂的分享之后，大家應(yīng)該都有一定的深入了解。但開(kāi)關(guān)電源的領(lǐng)域是很大的，受限于篇幅這個(gè)問(wèn)題，小課堂在開(kāi)關(guān)電源飽和電感應(yīng)用方面其實(shí)還有更多的看法。而大家如果在使用開(kāi)關(guān)電源遇到其他問(wèn)題，或者想了解其他電氣產(chǎn)品的資料和技巧，可以注意小課堂后續(xù)更多的精彩分享。
責(zé)編AJX