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開關電源變壓器"瞬態飽和"問題之探討

普通之變壓器在接通正璇交流電壓時要經過一個過渡過程才進入穩定,但在第一個周期磁通密度的幅值將隨其過渡之瞬間的相位及剩餘磁通密度Br的方向不同而異,其最大值將是:2倍工作磁通密度幅值與剩餘磁通密度之和,即:
Bmax=2Bm+Br..
其中Bm為工作磁通密度的幅值..
如要防止其瞬間不能飽和,可以通過哪些渠道改善!!!
  歡迎大家來討論!
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2008-05-05 14:40
一般變壓器的deltaB均設計在B-H曲線接近拐點處(即開始出現飽和趨勢時),因而在過渡的瞬間由於變壓器鐵心嚴重飽和將會產生較大的浪涌電流.它衰減得很快持續時間一般只有幾個周期...
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2008-05-05 14:45
@transformer1
一般變壓器的deltaB均設計在B-H曲線接近拐點處(即開始出現飽和趨勢時),因而在過渡的瞬間由於變壓器鐵心嚴重飽和將會產生較大的浪涌電流.它衰減得很快持續時間一般只有幾個周期...
而我們開關電源一般是PWM控制,PWM型穩壓電源高頻變壓器顯然會有此一過渡過程.如delta B選擇不當時,則高頻變壓器就會很容易在過渡的瞬間發生飽和.而高頻變壓器時是和開關管直接相連并施加較高的電壓,變壓器飽和,即使是機短的幾個周期,也會導致高壓開關管的損壞,這是絕對不允許的...
  我推薦的方法有:
1)改變啟動方式;2)合理選取delta B...
愚見,請高手發表意見!
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yidinmu
LV.5
4
2008-05-05 16:50
@transformer1
而我們開關電源一般是PWM控制,PWM型穩壓電源高頻變壓器顯然會有此一過渡過程.如deltaB選擇不當時,則高頻變壓器就會很容易在過渡的瞬間發生飽和.而高頻變壓器時是和開關管直接相連并施加較高的電壓,變壓器飽和,即使是機短的幾個周期,也會導致高壓開關管的損壞,這是絕對不允許的...  我推薦的方法有:1)改變啟動方式;2)合理選取deltaB...愚見,請高手發表意見!
学习了,帮你顶下
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2008-05-05 17:29
还是最好分析清楚引起变压器磁饱和原因,才好对症下药
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2008-05-05 17:34
@雪山无痕
还是最好分析清楚引起变压器磁饱和原因,才好对症下药
最明显的是DELTA B选择太大,所以计算变压器绕组圈数时要取0.2到0.25比较合理
    当然要看在什么样的电路拓扑里,比如半桥全桥较易磁饱和,那么就得在电路里做文章
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2008-05-05 18:42
@雪山无痕
最明显的是DELTAB选择太大,所以计算变压器绕组圈数时要取0.2到0.25比较合理    当然要看在什么样的电路拓扑里,比如半桥全桥较易磁饱和,那么就得在电路里做文章
我看過很多的設計書,在選這個deltaB值時,大部分都是選0.2-0.25T左右..問其為什麼,很多不知道,這只是一個經驗值...然而在以低廉好用為目標的今天,就要好好study 這個參數,這關係到成本的問題...
  所以我認為這個問題要好好考慮考慮..
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文子
LV.7
8
2008-05-06 00:23
@transformer1
我看過很多的設計書,在選這個deltaB值時,大部分都是選0.2-0.25T左右..問其為什麼,很多不知道,這只是一個經驗值...然而在以低廉好用為目標的今天,就要好好study這個參數,這關係到成本的問題...  所以我認為這個問題要好好考慮考慮..
经验值一定会有它的规律可寻,只是我们还没发现它的计算方法.
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贝多芬
LV.7
9
2008-05-06 06:28
@transformer1
我看過很多的設計書,在選這個deltaB值時,大部分都是選0.2-0.25T左右..問其為什麼,很多不知道,這只是一個經驗值...然而在以低廉好用為目標的今天,就要好好study這個參數,這關係到成本的問題...  所以我認為這個問題要好好考慮考慮..
这个问题的原理很简单,在张占松<<开关电源的原理和设计中>>有说明,大家可以查书本
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transformer1
LV.10
10
2008-05-06 08:28
@贝多芬
这个问题的原理很简单,在张占松有说明,大家可以查书本
對,經驗值是有規律可循的...
   只是我們目前沒有發現而已.故這一帖的目的我們就一起來探討..
首先從B-H 曲線開始.
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haonan_ren
LV.5
11
2008-05-06 08:31
@transformer1
我看過很多的設計書,在選這個deltaB值時,大部分都是選0.2-0.25T左右..問其為什麼,很多不知道,這只是一個經驗值...然而在以低廉好用為目標的今天,就要好好study這個參數,這關係到成本的問題...  所以我認為這個問題要好好考慮考慮..
吼吼,小弟不懂高频变压器,谈点愚见,见笑
1)考虑在变压器前增加一线性电感,减缓启动造成的冲击
2)其实你讲这个现象,有点象我们低频变压器常见的问题,冲击电流(也叫合闸电流).变压器在设计制作时,是否可以考虑增加磁阻的方式,来防止过冲击饱和.
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transformer1
LV.10
12
2008-05-06 08:37
@haonan_ren
吼吼,小弟不懂高频变压器,谈点愚见,见笑1)考虑在变压器前增加一线性电感,减缓启动造成的冲击2)其实你讲这个现象,有点象我们低频变压器常见的问题,冲击电流(也叫合闸电流).变压器在设计制作时,是否可以考虑增加磁阻的方式,来防止过冲击饱和.
對于您的第一點,已經實現,尤其是在正激電路...
第二電是不是所謂的開"氣隙"...?
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2008-05-06 08:38
@transformer1
我看過很多的設計書,在選這個deltaB值時,大部分都是選0.2-0.25T左右..問其為什麼,很多不知道,這只是一個經驗值...然而在以低廉好用為目標的今天,就要好好study這個參數,這關係到成本的問題...  所以我認為這個問題要好好考慮考慮..
我在你的帖子里说明过这一点,呵呵
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2008-05-06 08:39
@transformer1
對,經驗值是有規律可循的...  只是我們目前沒有發現而已.故這一帖的目的我們就一起來探討..首先從B-H曲線開始.
是可以计算的,非经验值
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transformer1
LV.10
15
2008-05-06 08:42
@雪山无痕
我在你的帖子里说明过这一点,呵呵
不好意思,可能是忘記了..
  能再給出公式不?
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haonan_ren
LV.5
16
2008-05-06 09:45
@transformer1
對于您的第一點,已經實現,尤其是在正激電路...第二電是不是所謂的開"氣隙"...?
这个我不太清楚拉,要降低冲击电流,在低频变压器当中,通常采用加大磁阻的方式,就是将变压器的铁芯采取分级叠片的方式.但是高频变压器我就不太清楚拉,开气隙应该也能增加磁阻,但是不知道效果怎么样... 学习...
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2008-05-06 13:08
@transformer1
不好意思,可能是忘記了..  能再給出公式不?
B一般取0.18到0.25间,对TDK而言:BM:390,BR:55,B=0.6*335=201,故选择MAX值为0.25以下(以上为100摄氏度),呵呵
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transformer1
LV.10
18
2008-05-06 15:27
@雪山无痕
B一般取0.18到0.25间,对TDK而言:BM:390,BR:55,B=0.6*335=201,故选择MAX值为0.25以下(以上为100摄氏度),呵呵
是PC40 之CORE /
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hepeng
LV.5
19
2008-05-06 20:46
@transformer1
而我們開關電源一般是PWM控制,PWM型穩壓電源高頻變壓器顯然會有此一過渡過程.如deltaB選擇不當時,則高頻變壓器就會很容易在過渡的瞬間發生飽和.而高頻變壓器時是和開關管直接相連并施加較高的電壓,變壓器飽和,即使是機短的幾個周期,也會導致高壓開關管的損壞,這是絕對不允許的...  我推薦的方法有:1)改變啟動方式;2)合理選取deltaB...愚見,請高手發表意見!
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transformer1
LV.10
20
2008-05-07 08:52
@mimosa
然则为什么是0.6,而不是其它?能不能这样解释:Bs=390Br=55只是典型值,不是绝对值,离散估计有20%,所以安全的,Bs取-20%,Br取+20%,结果是最高不应超过390*0.8-55*1.2=250mT.(不考虑磁心损耗情形下)
是,某一材質的CORE是有其典型值...
但我們得出的是工作磁通密度,而在瞬間效應的同時,我們就需要考慮其能保證正常工作下時Bmax值的大小, 這樣才能考驗在worst情況下不能飽和.
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2008-05-07 10:35
@mimosa
另一个解释是:Br-Bs这范围内,只有约60%的下段比较线性,所以用这个经验值.
0.6是什么数据?
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transformer1
LV.10
22
2008-05-07 10:49
@hezaofen2008
0.6是什么数据?
那如果core 有研磨呢??  
  那個經驗值就要大于60%..
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mimosa
LV.4
23
2008-05-07 13:31
@雪山无痕
B一般取0.18到0.25间,对TDK而言:BM:390,BR:55,B=0.6*335=201,故选择MAX值为0.25以下(以上为100摄氏度),呵呵
然则为什么是0.6,而不是其它?
能不能这样解释:Bs=390 Br=55 只是典型值,不是绝对值,离散估计有20%,所以安全的,Bs取-20%,Br取+20%,结果是最高不应超过390*0.8-55*1.2=250mT. (不考虑磁心损耗情形下)
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mimosa
LV.4
24
2008-05-07 13:31
@mimosa
然则为什么是0.6,而不是其它?能不能这样解释:Bs=390Br=55只是典型值,不是绝对值,离散估计有20%,所以安全的,Bs取-20%,Br取+20%,结果是最高不应超过390*0.8-55*1.2=250mT.(不考虑磁心损耗情形下)
另一个解释是:Br-Bs这范围内,只有约60%的下段比较线性,所以用这个经验值.
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mimosa
LV.4
25
2008-05-07 13:42
@transformer1
那如果core有研磨呢??    那個經驗值就要大于60%..
有gap的话,根本不用考虑Br,而特性也比较线性,只考虑饱和的话,可以取高点,但另一方面还要考虑磁心损耗和温升,频率越高时,B应该选得越低.
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2008-05-07 14:24
@mimosa
有gap的话,根本不用考虑Br,而特性也比较线性,只考虑饱和的话,可以取高点,但另一方面还要考虑磁心损耗和温升,频率越高时,B应该选得越低.
请问功效多大,B应该选多少?
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transformer1
LV.10
27
2008-05-07 17:15
@hezaofen2008
请问功效多大,B应该选多少?
要我來選就會是:如有磨Gap 時,delta B就會比沒磨要高一些(0.1T)..
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transformer1
LV.10
28
2008-05-07 18:50
@transformer1
要我來選就會是:如有磨Gap時,deltaB就會比沒磨要高一些(0.1T)..
上面大家都討論了選擇低的 delta B,這種做法是較簡單也是常不採納的.選取較小的工作磁通密度也減小了勵磁電流,降低了磁心損耗,對提高變壓器效率,降低溫升也有利,但這是以犧牲core體積代價(體積會大)...
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transformer1
LV.10
29
2008-05-07 18:56
@transformer1
上面大家都討論了選擇低的deltaB,這種做法是較簡單也是常不採納的.選取較小的工作磁通密度也減小了勵磁電流,降低了磁心損耗,對提高變壓器效率,降低溫升也有利,但這是以犧牲core體積代價(體積會大)...
還有一種就是加軟起動電路,盡量避開"瞬間飽和"之效應產生..
對于PWM方式控制的穩壓電源實現并不困難,只要在電壓-脈寬轉換電路中增加幾個元器件來構成軟啟動電路,使控制器的輸出脈寬由零逐漸增大到額定值.便能達到其目的...在使用時,也是防止穩壓電源輸出電壓和電流過沖的需要..稱為輸出電壓軟啟動...
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hepeng
LV.5
30
2008-05-08 08:17
@transformer1
還有一種就是加軟起動電路,盡量避開"瞬間飽和"之效應產生..對于PWM方式控制的穩壓電源實現并不困難,只要在電壓-脈寬轉換電路中增加幾個元器件來構成軟啟動電路,使控制器的輸出脈寬由零逐漸增大到額定值.便能達到其目的...在使用時,也是防止穩壓電源輸出電壓和電流過沖的需要..稱為輸出電壓軟啟動...
给你发了个邮件,帮我看看好吗,
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2008-05-08 08:26
@hepeng
给你发了个邮件,帮我看看好吗,
请问功率大,B应该选多少?频率是65
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