可饱和电感与磁放大器的联合应用

　　可饱和电感与磁放大器联合应用的方式之一，是磁放大器的稳压利用了可饱和电感导通延时的物理特性，控制开关转换器的占空比和输出功率来稳定输出电压的一种方法。在可饱和电感上加上适当的采样和控制元件，调节其导通延时的时间，就可以构成最常见的磁放大器稳压电路。图1所示是一个输人为110～220V交流50 Hz电压，输出为直流5v/20A，12V/10A的双管正激式开关电源的电路。其中，5V/20A是主控回路，其辅助输出12v/1OA的电路因输出电流较大，对稳压精度和负载稳定度都有较高的要求，采用普通的方法稳压效果都不是很理想的。如果采用磁放大器稳压技术就可以圆满地解决这一问题，使稳压电路的结构简单，耗散功率小，并可以达到毫伏级的稳压精度。

　　图1 双管正激式开关稳压电源电路图

　　110～220V交流50Hz输入经过有源功率困数校正电路提升电压后，输出400V的直流电压加在功率模块的初级上，次级绕组W1输出峰值为20V，占空比约为25%的方波电压，次级绕组W2的输出峰值电压为50V。在加人磁放大器稳压电路（见图⒍62中虚线框内部分）前，辅助电路12V处的输出电压U2＝50V×0.25＝12.5V，在5V满载而12V空载时，由于辅助输出电路没有死负载放电回路，实际输出电压还会高得多。加人磁放大器稳压电路后，由于它的调节作用，辅助输出电路在任何负载条件下都可以得到理想的12V输出电压。下面介绍磁放大器稳压电路的工作原理，稳压过程中可饱和电感坛的磁感应强度变化曲线仍可由图1 表示。

　　初级功率开关管V1和V2截止时,次级二极管D1反向截止，二极管D2导通续流，储能电感L1释放能量，电源的辅助输出电路处于关断状态，此时，一个毫安级的小电流If经过V3，D3流入可饱和电感Ls，在Ls中产生了附加磁感应强度B。,B。位于磁滞回线的C点。在功率开关管V1 和V2重新导通后，由于电感Ls的限流作用，D1中的电流只能缓慢增大，砀仍起着续流的作用，电源的辅助输出电路仍处于关断状态。只有在经过△T的延时时间后，当D1中的电流增加到了一定数值，Ls中的磁感应强度达到了饱和磁感应强度Bs（A点）时，L1才能立即饱和，D1中的电流迅速增加，砀迅速截止，储能电感L1进人储能阶段，电源的辅助输出电路进人导通状态。

　　由上面的分析可知，由于可饱和电感Ls的接人，使得辅助输出电路的导通时间Ls占空比Du，都较主输出电路小，通过对占空比Du，的调节最终实现了辅助输出电路的稳压目的。Du．具有很大的调节范围，在辅助输出电路完全空载时，Du，几乎可以被调节到零，从而使辅助输出电路具有了很高的负载稳定度和稳压精度。占空比Du，可以根据下式进行计算

　　式中TON——主输出电路的导通时间；．

　　      T——电源的开关周期；    ｜

　　       △T——Ls的导通延时时间。

　 可饱和电感的导通延时时间△T由附加磁感应强度Bo电流If等确定，Bo、If由采样控制电路根据输出电压的大小自动调节。△T由下式计算

　　△T＝WAe(Bs-Bo)/uL

　　式中 Bs——可饱和电感的饱和磁通密度；

　       　Bo——介于±Bs之间，由工作电流If确定；

       　　Ae——可饱和电感的磁心截面积；

　　      W——可饱和电感的绕组匝数；

　      　Ul——加在可饱和电感两端的电压。

　　在Bo＝－ Bs时，△T有最大值△Tmax＝2WAeBs/UL；在Bo＝Br时，△T有最小值△Tmin＝wAe(Bs-Br)/UL。If一般设计为几十毫安，If的近似值由下式计算

　　式中 He——可饱和电感的矫顽力；

　        　μi——起始磁导率；

　        　lm——可饱和电感的等效磁路长度。

　　基于与正激电源辅助输出稳压同样的原理，由两套磁放大器稳压电路就可以构成推挽电源、桥式电源的辅助输出稳压单元。此外，也可以由磁放大器方便地组成正反混激电源辅助输出稳压单元等。