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开关电源是一种新型稳压电源,一般由脉冲宽度调制芯片和功率开关管构成。在广大电子行业内,开关电源都有着广泛的应用,和电源技术的发展息息相关,开关电源的性能差异也会影响其应用设备的工作能力。
高频变压器是开关式电源中最为重要的部件,直接影响电源的性能。但是变压器磁芯材料并不像电路中其它的电子元件一样,可通过固定的性能参数任意选取。电源工程师需要综合考虑各项指标设计变压器。工业生产中,由于对高频变压器磁饱和特性的估计和测算不够完善,甚至没有考虑磁芯饱和的问题,导致使用时高频变压器发生过热、击穿等现象,导致开关电源损坏甚至造成更大的影响。
本课题主要对开关电源的高频变压器进行分析,设计并搭建磁饱和电流测量平台电路,测试自行绕制的变压器试样,通过合理设计测试参数得到变压器样本的磁饱和电流数据,并对设计参数的关系进行理论推导和实际验算验证。得出结论为,磁芯一次侧绕组的绕线匝数同一次侧绕组的磁饱和电流大小成反比,匝数越多,电流越小,且同磁芯的材料特性相关,可由公式和实际数据推导;接入变压器绕组两端的直流电压同控制电路的脉冲频率成一定比例关系,在将实验误差忽略后,该比例系数在同一个磁芯下可认为是恒定值。通过对电磁理论的推导验证,本课题设计的测试平台在保证作业安全的前提下达到了测量变压器磁饱和电流的目的,且能通过改变测试电路元器件的参数达到测量大功率、高频状态下变压器的磁饱和电流。