三,、開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的意義
開(kāi)關(guān)變壓器或儲(chǔ)能電感線圈的極限伏秒容量VTmax參數(shù),,其實(shí)與晶體管的最大集電極電壓BVceo參數(shù)一樣重要。在晶體管放大電路中,,當(dāng)晶體管集電極與發(fā)射極兩端的電壓超過(guò)最大集電極電壓BVceo,,晶體管就會(huì)被擊穿損壞。同樣,,在開(kāi)關(guān)電源中,,當(dāng)施加于開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量(電壓幅度與時(shí)間長(zhǎng)度)超過(guò)極限伏秒容量VTmax時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器也要損壞,,并且還會(huì)損壞電源開(kāi)關(guān)管,,及其它電路,。
開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的意義相當(dāng)于圖9中矩形的面積,,面積的兩條邊分別由開(kāi)關(guān)變壓器的工作電壓(直流脈沖幅度)V和通電持續(xù)時(shí)間T(脈沖寬度)的乘積組成。其極限伏秒容量相當(dāng)于黃色區(qū)域部分的面積,綠色區(qū)域部分相當(dāng)于開(kāi)關(guān)變壓器正常工作時(shí)伏秒容量的面積,。
不過(guò)這里還應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出,,只要伏秒容量的面積沒(méi)有超出極限伏秒容量的面積,V或T任何一條邊分別都可以超出圖9中所示的,,V或T邊上的長(zhǎng)度,。
結(jié)合圖8和圖9,我們可以看出,,使用開(kāi)關(guān)變壓器時(shí),,最好讓流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的最大工作電流約等于圖8中 ,或者讓開(kāi)關(guān)脈沖的寬度約等于,。
當(dāng)流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的最大工作電流等于圖8中 時(shí),,開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量為最大值 ;在此種情況下,,開(kāi)關(guān)變壓器的工作效率最高,,因?yàn)椋藭r(shí)開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯損耗與開(kāi)關(guān)變壓器線圈損耗的乘積最?。ù艤p耗與勵(lì)磁電流的大小成正比,,渦流損耗與磁通密度增量的平方成正比;銅阻的損耗與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比),;并且,,開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量VTb與極限伏秒容量VTmax還有很大的安全距離。
目前,,一般開(kāi)關(guān)變壓器還都大量選用鐵氧體磁芯,,這種鐵氧體磁芯的磁飽和磁通密度Bs一般為4500~5000高斯,因此,,由圖8可以看出,,開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的最佳磁通密度Bb大約為磁飽和磁通密度Bs的一半左右,即:Bb = 2300~2500高斯,。因此,,當(dāng)使用(4)式對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,公式中最大磁通密度Bm的取值,,最好不要超過(guò)2500高斯,。
由于開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯磁飽和磁通密度Bs參數(shù)的分散性,用什么方法,,我們才能知道開(kāi)關(guān)變壓器的鐵芯正好就工作于最佳磁通密度Bb的位置上呢,?或者我們拿到一個(gè)開(kāi)關(guān)變壓器,到底應(yīng)該取多大的脈沖寬度,,以及占空比,,或者工作頻率,,才合理呢?
這個(gè)必須通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量,,才能最后作出決定,,同時(shí)還可以檢查開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯氣隙長(zhǎng)度留得是否合適。
下面我們通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量進(jìn)行測(cè)量的例子,,進(jìn)一步分析伏秒容量的實(shí)用意義,。
四、開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量測(cè)量舉例
上面我們已經(jīng)分析開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的意義和測(cè)量方法,,下面我們?cè)龠M(jìn)一步舉例來(lái)詳細(xì)分析開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量方法,,以及通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量,驗(yàn)證開(kāi)關(guān)變壓器工作狀態(tài)的合理性,。
例1:電視機(jī)中使用的行掃描回掃開(kāi)關(guān)變壓器,,簡(jiǎn)稱(chēng)高壓包,其工作原理也屬于反激式開(kāi)關(guān)變壓器,,其初級(jí)線圈的電感量為6毫亨,,工作電壓一般為120V,正程掃描時(shí)間(脈沖寬度)τ 為52μS ,,逆程掃描時(shí)間為12μS ,。檢測(cè)它的伏秒容量是否設(shè)計(jì)得合理,或是否工作與最佳工作狀態(tài),。
為此,,我們可以根據(jù)(8)式,先計(jì)算流過(guò)高壓包初級(jí)線圈的最大電流Im,,然后再求其極限電流Imax的值,,即:測(cè)試時(shí)選用迭加電流的值。
把已知參數(shù)代入(8)式:
根據(jù)上面分析,,以及圖8和圖9,,正常工作時(shí),流過(guò)高壓包初級(jí)線圈的最大電流Im不應(yīng)該超過(guò)極限電流值Imax的70%,,由此,,可以求得流過(guò)高壓包初級(jí)線圈的極限電流Imax為1.49 A 。
上面計(jì)算出來(lái)的極限電流Imax值,,就是用來(lái)測(cè)試高壓包初級(jí)線圈的迭加電流的數(shù)值,。根據(jù)圖7,把電流源的電流設(shè)置為1.49 A,,即:設(shè)置測(cè)試高壓包初級(jí)線圈的迭加電流為1.49 A,,然后測(cè)試高壓包初級(jí)線圈的電感;如果測(cè)試結(jié)果Lx的數(shù)值等于或者大于初始電感L0的90%,,則說(shuō)明,,高壓包初級(jí)線圈的伏秒容量設(shè)計(jì)是合格的,,即:高壓包鐵芯的磁通密度基本工作于最佳狀態(tài)范圍之內(nèi);如果測(cè)試結(jié)果Lx小于初始電感L0的90%,,則說(shuō)明,,高壓包初級(jí)線圈的伏秒容量余量太小,,不合格,,即:高壓包鐵芯的磁通密度工作于接近飽和區(qū)的范圍之內(nèi),磁滯損耗以及渦流損耗比較大,,并且開(kāi)關(guān)變壓器容易出現(xiàn)磁飽和,。
對(duì)于高壓包除了測(cè)試伏秒容量的大小之外,還應(yīng)該檢測(cè)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的漏感,。正常漏感的數(shù)值一般小于初級(jí)線圈電感量的2%,,如果太大,則說(shuō)明鐵芯留的氣隙長(zhǎng)度過(guò)大,,或者開(kāi)關(guān)變壓器初,、次級(jí)線圈的繞線方法或結(jié)構(gòu)不合理。
這里順便說(shuō)明,,采用圖7測(cè)試時(shí)應(yīng)該注意的地方,。圖7中,隔離電感LT的數(shù)值要求是測(cè)試電感Lx數(shù)值的3倍以上,,并且測(cè)量高壓包初級(jí)線圈的初始電感值L0時(shí),,最好也要接入電路之中。這里,,隔離電感LT可選取20毫亨以上的矽鋼片直流電感,,電感的鐵芯要留有氣隙;流電源可用一個(gè)穩(wěn)壓電源與一個(gè)大功率電阻串聯(lián)代替,,如圖10,,或用一個(gè)穩(wěn)壓電源與一個(gè)大功率晶體放大器串聯(lián)來(lái)代替,如圖11,。
在圖10中,,E為穩(wěn)壓電源,R為大功率電阻,,阻值范圍在1~10歐姆比較合適,,阻值太大損耗功率會(huì)很大;調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的電壓輸出,,就可以調(diào)節(jié)迭加電流的大小,。