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磁环电感在开关电源中的应用如何

2021-11-24

  磁环电感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上,用来滑润电流。磁环电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有"很大的惯性"换句话说,因为磁通连续特性,磁环电感上的电流bi须是连续的,否则将会发生很大的电压尖峰。

  磁环电感为磁性元件,天然有磁饱满的问题。有的应用答应磁环电感饱满,有的应用答应磁环电感从yi定电流值开始进入饱满,也有的应用不答应磁环电感出现饱满,这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下,磁环电感工作在"线性区",此刻磁环电感值为一常数,不跟着端电压与电流而改变。但是,开关电源存在一个不行忽视的问题,即磁环电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不行避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,磁环电感或许变成电容特性了。假如将杂散电容"集中"为一个电容,则从磁环电感的等效电路能够看出在某一频率后所出现的电容特性。

  当分析磁环电感在线路中的工作状况或者制作电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点:

  1、当磁环电感L中有电流I流过期,磁环电感储存的能量为:E=0.5×L×I2(1)。

  2、在一个开关周期中,磁环电感电流的改变(纹波电流峰峰值)与磁环电感两端电压的关系为:V=(L×di)/dt(2),由此可看出,纹波电流的巨细跟磁环电感值有关。

  3、就像电容有充、放电电流相同,磁环电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比,磁环电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要磁环电感电压改变,电流改变率di/dt也将改变;正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降。

  4、纹波电流的巨细同样会影响磁环电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为zui大输出电流的10%~30%,因而对降压型电源来说,流过磁环电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。


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