磁放大器FC2-5 FC2-10 

磁放大器能使開關電源得到精確的控制,從而提高瞭其穩定性.磁放大器磁芯可以用坡莫合金,鐵氧體或非晶,納米晶(又稱超微晶)材料制作.非晶、納米晶軟磁材料因具有高磁導率,高矩形比和理想的高溫穩定性,將其應用於磁放大器中,能提供無與倫比的輸出調節精確性,並能取得更高的工作效率,因而倍受青睞.非晶、納米晶磁芯除上述特點外還具備以下優點: 

  1)飽和磁導率低; 

  2)矯頑力低; 

  3)復原電流小; 

  4)磁芯損耗少; 

   磁放大輸出穩壓器沒有采用晶閘管或半導體功率開關管等調壓器件,而是在整流管輸出端串聯瞭一個可飽和扼流圈(如圖6所示),所以它的損耗小. 

   由圖6可知,磁放大穩壓器的關鍵是可控飽和電感Lsr和復位電路.可控飽和電感是由具有矩形BH回線的磁芯及其上的繞組組成,該繞組兼起工作繞組和控制繞組的作用.復位(RESET)是指磁通到達飽和後的去磁過程,使磁通或磁密回到起始的工作點,稱為磁通復位.由於磁放大穩壓器所用的磁芯材料的特點(良好的矩形BH回線及高的磁導率),使得磁芯未飽和時的可控飽和電感對輸入脈沖呈現高阻抗,相當於開路,磁芯飽和時可控飽和電感的阻抗接近於0,相當於短路. 

   目前開關電源工作頻率已提到幾百kHz以上,磁放大器在開關電源中的廣泛應用對軟磁材料提出瞭更高的要求.在如此高的頻率下,坡莫合金由於電阻率太低(約60μΩ·cm)導致渦流損耗太大,造成溫升高,效率降低,采用超薄帶和極薄帶雖能有所改善,但成本將大幅度上升;鐵氧體具有很高的電阻率(大於105μΩ·cm),但其Bs過低,居裡點也太低.由於工作環境惡劣,對材料的應力敏感性、熱穩定性等都有嚴格要求,上述材料是很難滿足要求的. 



圖6 磁放大輸出穩壓電路 




圖7 輔路帶磁放大器的典型應用電路 



圖8 完全利用磁放大器的穩壓電路 

   非晶合金的出現大大豐富瞭軟磁材料.其中的鈷基非晶合金具有中等的飽和磁感應強度,超微合金具有較高的飽和磁感應強度,它們都具有極低的飽和磁致伸縮系數和磁晶各向異性.鈷基非晶和超微晶在保持高方形比的同時可以具有很低的高頻損耗,用於高頻磁放大器中,可大大提高電源效率,大幅度減小重量、體積,是理想的高頻磁放大器鐵芯材料. 

3 高頻磁放大輸出穩壓器典型應用電路 

   圖7所示的多路輸出電源,其主路為閉環反饋PWM控制方式,輔路為磁放大式穩壓電源.由於輔路磁放大輸入電壓波形受控於變壓器主、輔繞組比,以及主路的工作狀態(主路輸出電壓的高低和主路負載的高低等),所以輔路的交叉負載調整率仍然不能夠達到理想的狀態. 

   圖8所示是一種完全利用磁放大器穩壓技術設計的多路輸出穩壓電源.此電源前級為雙變壓器自激功率變換電路,後級多路輸出均為磁放大器穩壓電路.並且各路之間無關,前後級之間無反饋,無脈寬調制器(PWM). 

   此電路的優點如下: 

   1)電路結構簡單,使用元器件數量少,除瞭兩隻功率管以外,其它元器件均是永久性或半永久性的,可靠性極高,制作也很方便; 

   2)電路中沒有隔離反饋放大器,因此調整極其容易,而且一旦調整好後就無須維護,前級變換功率取決於後級總輸出功率; 

   3)各路的輸出特性相互獨立,獨自調整穩壓,無主、輔路之分,所以,各輸出電路的負載調整率的交叉負載調整率都非常理想,小於05%; 

   4)磁放大器在功率開通瞬間,處於“開路”狀態,功率管在此刻的導通電流趨近於零,因而,損耗減到瞭最低限度,這有利於變換器的高頻化和高效率; 

   5)由於前級功率變換器為不調寬的純正方波,以及後級接瞭磁放大器,這樣可以大幅度地降低輸出紋波的峰-峰值,普通PWM型電源的輸出紋波大約為輸出電壓標稱值的1%左右,而采取帶磁放大器的整流電路,紋波的峰-峰值可比較容易地降低到0.1%左右. 

   上述磁放大型穩壓電源的綜合電特性都是其它PWM隔離負反饋多路電源所無法比似的.尤其對多路電源實際應用來講,可以對電源內部特性和電子系統的負載特性不予考慮,拿來就能使用,用上就無問題.但是,現代磁放大型穩壓電源還存在如下一些問題,有待解決. 

   1)電路形式需進一步完善(尤其是電源前級功率變換電路),應加入過、欠壓保護,過流、短路保護,電源使能端. 

   2)進一步提高工作頻率,以便減小體積. 

新手教學

批發市場僅提供代購諮詢服務，商品內容為廠商自行維護，若有發現不實、不合適或不正確內容，再請告知我們，查實即會請廠商修改或立即下架，謝謝。