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正激式开关电源变压器在开关管导通时原边副边均有电流,其磁通是否相互抵消,是不是没有储存磁能,

来源:爱玩科技网

有网友碰到这样的问题“正激式开关电源变压器在开关管导通时原边副边均有电流,其磁通是否相互抵消,是不是没有储存磁能,”。小编为您整理了以下解决方案,希望对您有帮助:

解决方案1:

开关电源的电路原理细节比较复杂,说起来较不方便。但是从您的问题上看,您似乎对于普通变压器的道理还没有太清楚。这里不妨先按普通交流变压器说明一下其原理。

普通交流变压器通常人们说:原边电流与副边电流之比等于匝数比的倒数,这是一种不严格的说法,它忽略了“空载电流”。

较严格一点的说法应该是:工作时原边电流可以看做“空载电流”与“工作电流”的叠加,只有原边电流的“工作电流”部分与副边电流之比等于匝数比的倒数。

如果负载断路,副边电流为零,那么原边的“工作电流”部分也减为零了,原边只剩下了“空载电流”。

由此可以看出,副边电流产生的磁通,与原边电流的“工作电流”部分产生的磁通,正好对消完。铁心中剩下的总磁通等于“空载电流”产生的磁通。

因此,可以认为,线圈上的感生电压,就是由空载电流感生出来的。

空载电流的相位,与电压的相位相差四分之一个周期,所以属于“无功”的电流。

这里所谓“无功”,意思是说一个周期内其功率平均为零。如果细分一下,实际上每周期内电压和电流方向的关系变化四次:“相同,相反,相同,相反”。

电压和电流方向相同时,电源功率为正,说明电源的电能送到变压器中转化为磁能了。

电压和电流方向相反时,电源功率为负,说明变压器中的磁能转化为电能回送到电源了。

我们所谓的“储存磁能”,也就是指这个过程。

因此,只有对时序在“微观”层次进行分析时,才能看到“储存磁能”。宏观上是不储存的。

再补充说明一点:上面说的“原边电流可以看做‘空载电流’与‘工作电流’的叠加”,其叠加时应该注意到电流的相位差,是按矢量叠加的。 

把这些弄清楚,再根据开关电源的具体电路分析,才能弄清楚其原理。 

再说具体的正激式开关电源,如图。为便于叙述,假定图中三个线圈的圈数一样(若不一样,只要将下文电流“相等”之处添加上一个比例系数即可)。

先假设副边断路。此时磁通完全由Np和Nr上的电流产生。

当Q导通时,Np的电流由小到大持续增加,才能感生出电动势和外加电源抗衡(理想情况等于Vin)。

当Q突然关断时,Nr中突然产生电流,和前一瞬间Np的电流相等,使得铁心中磁通连续。此后,因电流是反向流入外加电源Vin的,故Nr中的电流由大到小持续减小,才能感生出电动势和外加电源抗衡。

这两段电流(Q导通时的Np电流,和Q关断时的Nr及Dr的电流)的综合作用,相当于交流变压器中的“空载电流”。

其中前者,电源是正功率,电能变为磁能存入铁芯;后者,电源是负功率,铁心中的磁能变成电能回送到电源。

再说加上负载以后。此时Ns有电流输出,必然Np电流会加大,加大部分和Ns的电流相等,使得Np的加大部分和Ns产生的磁通抵消。剩下的总磁通,正好和空载情况一样。

综上所述,您的两个问题归纳如下:

(1)开关管导通时原边副边电流其磁通是否相互抵消?

抵消不完,剩下部分恰好等于空载电流的磁通。

(2)开关管关断后电流立即降为零吗?

Np电流突变为零但同时续流线圈Nr突然产生电流补上,使其磁通连续。

解决方案2:

不是说抵消,能量已经换过去了你还要怎么样储能?如果还储能的话就要烧开关管了。这也就是开关电源副边不能开路的原因。开关管的要求就是要迅速的导通于切断,理论上是要马上为零,但有于这只是理想状态现实中因为管子特性所会有少许延时。而副边到负载由于有滤波电容而保证在开关管截止期间正常工作。

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