引 言
不对称半桥具有结构简略,操控便利和无需辅佐器材就能够完成软开关等长处,所以在中小功率的使用场合很有优势。可是这种不对称的操控办法却导致变换器中的阻隔变压器励磁电流具有直流重量。这就要求变压器必须有满足才能接受直流偏磁,一般关于铁氧体磁芯要开必定的气隙以避免饱满。可是变压器开气隙,会令变压器的励磁电感减小,然后添加励磁电流和损耗。
本文详细剖析了不对称半桥变压器直流偏磁的发生机理,并且探讨了两种处理偏磁问题的办法。
1 不对称半桥结构剖析
传统的半桥选用两路相位相差180°,脉冲宽度相同的驱动信号别离驱动上下两个开关管。不对称半桥并没有改动传统半桥的主电路结构,而是选用两路互补的驱动信号别离驱动开关管。当一个开关的占空比为D ,则别的一个开关管占空比为1 – D(疏忽死区时刻) 。这样使用变压器的漏感或许串联谐振电感能够完成两个开关管的零电压注册。图1为不对称半桥的主电路结构。Lr 为谐振电感, Lm为变压器原边励磁电感,Lf 为输出滤波电感, T为抱负变压器。
在电流接连形式下,输入输出电压联系为:
这儿n = ns / np 为次级绕组和初级绕组的比值,假如次级选用平衡绕组,则两个次级绕组和初级绕组的比值为n1 = n2 = n。从式(1)中可知,当占空比D = 0. 5的时分, Uo 最大。所以一般把D 约束在0. 5或许> 0. 5。
2 变压器直流偏磁机理剖析
关于对称半桥,在稳态作业条件下,变压器是双向对称磁化的。也便是,励磁电流没有直流重量。所以,对称半桥的变压器无需开气隙。可是,不对称操控下的半桥变压器的励磁电流具有直流重量,并且与两个开关管占空比的不对称度和输出电流有关。
图2为两个开关管VT1和VT2的驱动波形(疏忽死区) 、次级滤波电感的电流波形、两个整流二极管的电流波形以及抱负变压器的原边电流。VT1和VT2的占空比别离为D 和12D。电感电流的平均值为输出电流Io。两个整流管的电流ID1和ID2 ,也便是两个变压器次级的输出电流,别离在其占空时刻D和12D中,平均值也为Io。根据抱负变压器的电流联系,能够得到抱负变压器原边电流Ip。从其波形中能够得知, Ip 具有直流重量。而关于半桥电路,变压器原边串了一个电容Cb。在稳态作业情况下,只要沟通电流能经过Cb ,然后励磁电感Lm 上电流Im 也必定会有直流重量,其值为
从式(2)能够看出, Imdc与Io 和D 有关,当D 等于0. 5的时分Imdc = 0;当D等于0和1的时分Imdc到达最大。
一般开关电源变压器多选用铁氧体磁芯。铁氧体磁芯尽管磁导率高,可是饱满磁密低,所以接受直流偏磁才能很弱。图3为铁氧体磁芯不加气隙和加气隙的磁滞回线。
关于磁化强度:
所以从图3能够看到不加气隙的铁氧体磁芯能接受的直流电流十分小,所以只要采纳加气隙的方法来处理这个问题。可是气隙会导致励磁电流添加,降低了变压器的使用率,不利于减小变压器体积和进步功率。
