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智能伺服变压器:高频开关电源变压器的发热分析

2018-07-26 08:56:03 德州信平电子有限公司 阅读

高频变压器的设计制作中,往往会遇到已做足了各个环节的功夫,但变压器工作时的发热还是减不下来的情形,此时说明还存在一些容易被忽视的、会导致变压器发热的其它相关因素存在。

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信平高频变压器

当遇到变压器设计已“没啥问题”而工作温度却又降不下来时,我们已有必要把目光从变压器转移到外围电路的“器件特性”上来,其实来自外围器件引起的“与变压器互为作用”而导致的工作温升过高,在变压器发热的因素中也占有相当的比重,毕竟对整个电源而言,原边开关管也好,副边整流管也好,吸收补偿也好,谐振回路(电感或电容)也好,甚至PFC及滤波电容,PCB布线等,与变压器都同属一个整体,其工作状态必定会是相互关联又互相影响的,只是影响作用的强弱而已。

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其中对变压器工作温升影响最大的是副边整流(续流)二极管的反向恢复特性,以常见大功率电源为例(也不难分析小功率反激副变整流二极管的工作状况),无论是桥式拓扑副边的两个全波整流二极管,或是正激拓扑的整流与续流二极管,在反向恢复期内都会产生瞬时共态导通现象,从而在漏感上引起幅度递减的正弦(有时并非完全是正弦)尖峰振荡,这个比开关频率高得多且有较高电压峰值的振荡波会在原副边之间相互耦合,额外地使线包、磁芯的各种损耗增加,尤其是与频率成指数比例关系的损耗,增加得更为明显。

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因为在二极管“共态导通”瞬间的第一个尖峰波时段内,原边励磁电感量下降到了接近于:“短路副边测得原边的漏感值”,如遇处理不当,则原边的瞬时峰值电流将超过正常工作时的数倍至十数倍!这时磁芯的磁摆幅△B将增大,绕组导线的高频电流密度也急剧增加,在过后的衰减振荡过程里,虽然损耗是递减的,但整个尖峰衰减振荡是随着工作频率周而复始地产生的,所以就不难想象会使线温、铁温升高不少。当然这种尖峰对电源的可靠性也会带来不利影响。


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