反激拓扑的电源适配器电磁原理

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反激拓扑的电源适配器电磁原理

从图中绕组同名端的标识可见，当开关管Q导通且初级流过电流时，次级没有电流流动。这一点与电源适配器正激拓扑类型变换器完全不同，电源适配器在正激拓扑类型变换器中，当电流流过初级时，次级也有电流流动，即初级电流流入同名端时，次级电流流出同名端。

由于初／次级负载安匝数相互抵消，它们不会使磁心沿磁滞回线移动。因此对电源适配器正激拓扑类型的变换器，只有励磁电流会使磁心沿磁滞回线移动，并可能使它饱和。但励磁电流仅为初级总电流的很小一部分（一般小于总电流的10％）。
但是，在反激变换器中，没有次级安匝数抵消初级安匝数。图中的全部三角波初级电流都会使磁心沿磁滞回线移动。这样情况下，若未采取任何预防措施，即使很低的输出功率，无气隙的磁心几乎就会立即饱和从而损坏开关管。
为防止反激变压器磁心饱和，通常的做法是给磁心加气隙。给磁心加气隙有两种方法。种是采用实心铁氧体磁心。可通过研磨掉EE型或罐型磁心的中心柱的一部分以形成气隙。也可以通过在U型或UU型磁心的两片接合处插入塑料薄片，从而得到需要的气隙。
更常用的方法是采用MPP（坡莫合金粉末）磁心。这种磁心是将磁粉混合后烘焙硬化制成的，也就是将磁粉与塑料树脂黏合剂混合为浆体后浇铸成圆环状。这样，磁环中每一个磁粒都被树脂包覆，作用如分布空气磁隙，可防止磁心饱和。这种被磨成磁粉的基本磁心材料名为square　permalloy 80，它是由　Magnetics和　Arnold　Magnetics公司制造的一种合金材料，含79％的镍、17％的铁和4％的钼。
可以通过控制浆体中的磁粒子浓度来控制磁环的磁导率。在很高的温度变化范围内也能保证磁导率的变化不超过±5％，且可获得的磁导率范围为14～550。磁导率低的磁心可以看作是内部气隙较大的磁心，要得到相同的所需电感量需要的匝数较多，但对应的饱和安匝数也高。磁导率高的磁心所需的匝数相对较少，但其饱和安匝数也低。
这样的MPP磁心不仅用于初级电流为单向直流的反激变换器，它也可用作正激变换器中需要承受很大直流分量的输出电感。

巴西认证电源适配器铁氧体磁心加气隙防止饱和
给电源适配器实心铁氧体磁心加气隙有两个作用。第一，可以使电源适配器磁滞回线倾斜，从而降低磁导率，这是选择匝数以得到某定值电感量时必要的已知条件；第二，也是更重要的，它可以提高饱和安匝数。
磁心制造商通常都会给出可用来计算对应电感所需匝数的曲线图和饱和安匝数。如图所示，这些曲线及磁环不同气隙下的每千匝电感量A和饱和安匝数Nm。由于电感与绕组匝数的平方成正比，因此可以利用下式计算不同电感值所需的匝数N1。

反激拓扑的电源适配器电磁原理

图示出了不同气隙下的A曲线及饱和开始的临界拐点。从图中可见，气隙越大，A1值越低，饱和拐点的安匝数也就越高。若能得到所有磁心在不同气隙下的A值曲线，则可依据曲线读出A值，再根据式计算出选定气隙下得到某一给定电感值所需要的绕组匝数。从曲线的拐点可知，在给定的初级电流下磁心饱和的安匝数。

尽管不能得到所有磁心全部气隙下的A1曲线，但这并不是问题。根据式和无气隙时的A1值（A1值一般在电源适配器厂家产品目录会给出）可以较准确地计算出A1值。不同气隙情况下的磁心饱和拐点可根据式计算得出，饱和拐点对应于磁心磁密B1，在B点处磁滞曲线开始弯曲进入饱和段。

从图可以看出，对于　Ferroxcube38铁氧体材料，这个拐点并不是很确定，大约为2500。因此，将2500代人式，即可求出饱和安匝数。在式中，由于A一般都很大，气隙长度L远大于L，因此通常情况下式中磁密主要由气隙长度L决定。

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| 发布时间：2019.01.19 来源：电源适配器厂家

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