直流電源磁放大器的典型應用直流穩壓電源電路直流電源通過穩壓電源磁放大器能夠得到精確的控制,一次可以提高其穩定性.直流電源磁放大器磁芯可以用薄膜合金,鐵氧體或非晶,納米晶(又稱超微晶)材料制作.非晶、納米晶軟磁材料因具有高磁導率,高矩形比和理想的高溫穩定性,將其應用于直流電源磁放大器中,能提供無與倫比的輸出調節精確性,并能取得更高的工作效率,因而倍受青睞.非晶、納米晶磁芯除上述特點外還具備以下優點:
1)飽和磁導率低;2)矯頑力低;3)復原直流電源電流小;4)磁芯損耗少;直流電源磁放大輸出穩壓器沒有采用晶閘管或半導體功率開關管等調壓器件,而是在整流管輸出端串聯了一個可飽和扼流圈(如圖1所示),所以它的損耗小.
由圖1可知,直流電源磁放大穩壓器的關鍵是可控飽和電感Lsr和復位直流穩壓電源電路.可控飽和電感是由具有矩形BH回線的磁芯及其上的繞組組成,該繞組兼起工作繞組和控制繞組的作用.復位(RESET)是指磁通到達飽和后的去磁過程,使磁通或磁密回到起始的工作點.
稱為磁通復位.由于直流電源磁放大穩壓器所用的磁芯材料的特點(良好的矩形BH回線及高的磁導率),使得磁芯未飽和時的可控飽和電感對輸入脈沖呈現高阻抗,相當于開路,磁芯飽和時可控飽和電感的阻抗接近于0,相當于短路.
目前直流電源工作頻率已提到幾百kHz以上,直流電源磁放大器在直流電源中的廣泛應用對軟磁材料提出了更高的要求.在如此高的頻率下,坡莫合金由于電阻率太低(約60μΩ·cm)導致渦流損耗太大,造成溫升高,效率降低,采用超薄帶和極薄帶雖能有所改善,但成本將大幅度上升;鐵氧體具有很高的電阻率(大于105μΩ·cm),但其Bs過低,居里點也太低.由于工作環境惡劣,對材料的應力敏感性、熱穩定性等都有嚴格要求,上述材料是很難滿足要求的.
直流電源磁放大輸出穩壓電源電路圖輔助帶磁放大直流電源電路圖利用磁放大器的穩壓直流電源電路圖非晶合金的出現大大豐富了軟磁材料.其中的鈷基非晶合金具有中等的飽和磁感應強度,超微合金具有較高的飽和磁感應強度.
它們都具有極低的飽和磁致伸縮系數和磁晶各向異性.鈷基非晶和超微晶在保持高方形比的同時可以具有很低的高頻損耗,用于高頻直流電源磁放大器中,可大大提高直流電源效率,大幅度減小重量、體積,是理想的高頻直流電源磁放大器鐵芯材料.
高頻直流電源磁放大輸出穩壓器典型應用直流穩壓電源電路圖2所示的多路輸出直流電源,其主路為閉環反饋PWM控制方式,輔路為直流電源磁放大式穩壓直流電源.由于輔路直流電源磁放大輸入直流電源電壓波形受控于變壓器主、輔繞組比,以及主路的工作狀態(主路輸出直流電源電壓的高低和主路負載的高低等),所以輔路的交叉負載調整率仍然不能夠達到理想的狀態.
圖3所示是一種完全利用直流電源磁放大器穩壓技術設計的多路輸出穩壓直流電源.此直流電源前級為雙變壓器自激功率變換直流穩壓電源電路,后級多路輸出均為直流電源磁放大器穩壓直流穩壓電源電路.并且各路之間無關,前后級之間無反饋,無脈寬調制器(PWM).
此直流穩壓電源電路的優點如下:
直流穩壓電源電路結構簡單,使用元器件數量少,除了兩只功率管以外,其它元器件均是永久性或半永久性的,可靠性極高,制作也很方便;2)直流穩壓電源電路中沒有隔離反饋放大器,因此調整極其容易,而且一旦調整好后就無須維護.
前級變換功率取決于后級總輸出功率;3)各路的輸出特性相互獨立,獨自調整穩壓,無主、輔路之分,所以,各輸出直流穩壓電源電路的負載調整率的交叉負載調整率都非常理想,小于0.5%;4)直流電源磁放大器在功率開通瞬間,處于"開路"狀態,功率管在此刻的導通直流電源電流趨近于零,因而,損耗減到了最低限度,這有利于變換器的高頻化和高效率;5)由于前級功率變換器為不調寬的純正方波.
以及后級接了直流電源磁放大器,這樣可以大幅度地降低輸出紋波的峰-峰值,普通PWM型直流電源的輸出紋波大約為輸出直流電源電壓標稱值的1%左右,而采取帶直流電源磁放大器的整流直流穩壓電源電路,紋波的峰-峰值可比較容易地降低到0.1%左右.
推薦閱讀：
二次電池的生產和應用.
“屋頂電站”救了“光伏企業”
一種面向微電網實時仿真的分塊分層并行算法
IGBT是什么？都在哪里有應用?
