具體如我所某種產(chǎn)品為例,任務(wù)書提出充電時(shí)間為1=160113,次級(jí)放電時(shí)間為trf=250Vs,人工線電壓為5000V,初次級(jí)匝比為1/12,初級(jí)峰值電流P=53A,那么我們利用式⑤可計(jì)算出,初級(jí)勵(lì)磁電感可以看出,此時(shí)L,臨界電感為L(zhǎng)',在這個(gè)L'條件下,tL/Vo I,即在開關(guān)管BG1截止時(shí)間終了時(shí),次級(jí)繞組的放電電流正好下降到零,在下個(gè)周期開始時(shí),初級(jí)繞組N,中的電流I,正好也從零開始。
磁化電流不連續(xù)狀態(tài)從上面論述中可推理出,當(dāng)初級(jí)電感小于臨界電感(L,
回掃充電變壓器的特點(diǎn)以上即是單端反激開關(guān)變壓器的幾種工作狀態(tài)的簡(jiǎn)單分析,雷達(dá)發(fā)射機(jī)調(diào)制器中回掃充電變壓器工作原理基本上與此相同。但是由于充電變壓器對(duì)人工線充電精度的要求,需要一定的調(diào)整時(shí)間,所以大都工作在不連續(xù)狀態(tài)。在磁化電流不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí),開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間ton內(nèi),變壓器初級(jí)電感L,儲(chǔ)存的能量是=4,換算為功率是Pi=W/T=0.5假定電路沒有損耗,根據(jù)能量守恒原理,通過變壓器次級(jí)向人工線釋放的能量應(yīng)該相等,即L,V=CU、C為人工線總電容量,u即為人工線充電電壓,所以這一點(diǎn)與回掃充電變壓器純阻負(fù)載有所區(qū)別;在一般的線路中,可推導(dǎo)出,當(dāng)為己知時(shí),由此式可看出,輸出電壓1與有關(guān),愈大則輸出電壓愈高,反之負(fù)載電阻1愈小,則輸出電壓愈低。但是通過⑥可看出,工作在調(diào)制器回路的充電變壓器,負(fù)載即人工線的電容童C越小越高:電容量越大,越小。這也是回掃充電變壓器區(qū)別普通單端反激式開關(guān)變壓器的一個(gè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題我們都知道,反激型開關(guān)變壓器工作在磁滯回線的第一象限,且回掃充電變壓器的初級(jí)峰值電流都比較大,以及開關(guān)管動(dòng)作造成的開關(guān)噪聲和浪涌電流可以造成變壓器鐵芯飽和。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮這一問題,解決鐵心飽和,一般有采取去磁電路、大容量鐵芯等方法,但我們一般都采取在磁路中加入氣隙的方法,因?yàn)榧尤脒m當(dāng)?shù)臍庀?,增大了磁阻,使回線變得扁平,在相同的直流偏置下,所對(duì)應(yīng)的B值較低,使鐵芯不易飽和。在磁路中,由于空氣隙的ue值約等于1,遠(yuǎn)小于鐵芯的11值,所以它儲(chǔ)存了磁場(chǎng)的大部分能量,所以需合理選擇空氣隙的長(zhǎng)度,基本公式為我們-般認(rèn)為氣隙長(zhǎng)度為磁路長(zhǎng)度的丨°/3%比較合適,這樣既提篼了鐵芯的抗飽和能力,又使得變壓器的漏感控制在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)。確定合理的空氣隙長(zhǎng)度丨,這樣取得較理想的低B,磁滯回線,再合理選擇AB值,可保證初級(jí)完全的儲(chǔ)存能量,并能使得初級(jí)的di/dt有良好的線性度,提高充電精度和穩(wěn)定度。這不完全等同于我們普通的濾波電感器的設(shè)計(jì)方法。
關(guān)于磁通復(fù)位問題前面論述中,我們知道,回掃充電變壓器的工作原理是單端反激式開關(guān)變壓器,工作在回線的第一象限,隨著初級(jí)電流I,的增長(zhǎng),初級(jí)磁通也隨之不斷增長(zhǎng),同樣由于是反激式,當(dāng)次級(jí)釋放能量時(shí)。隨著次級(jí)電流12的增長(zhǎng),次級(jí)通,也隨之逐漸減小。如公式所示:V八通過以上兩式我們可推導(dǎo)出4所以根據(jù)上式可看出,設(shè)計(jì)所需的各項(xiàng)指標(biāo)如V,等必須滿足上式關(guān)系,當(dāng)然這里的t.,特指的是次級(jí)電流給人工線充電時(shí)間。
假如在每一個(gè)工作周期結(jié)束時(shí),磁通沒有回到周期開始時(shí)的出發(fā)點(diǎn),則磁通將隨著周期的重復(fù)而逐漸增加,工作點(diǎn)B值不斷增大,使得鐵芯趨于飽和,電流變大,從而造成開關(guān)管的損壞。
噪聲與溫升在大功率調(diào)制器中,回掃充電變壓器的噪聲大和溫升篼一直是個(gè)無法回避的問題,我們?cè)诠こ虒?shí)踐中發(fā)現(xiàn),合理的結(jié)構(gòu)形式和取值,能較好地改善這兩個(gè)問題。比如,擯棄以前傳統(tǒng)的箍帶與底座的固定方式,而采用上下壓板的結(jié)構(gòu)形式,適當(dāng)?shù)剡x取工作時(shí)的AB值,噪聲有了明顯減小。
關(guān)于溫升問題,我們知道變壓器的溫升主要是由鐵損和銅損兩部分組成,那么降低溫升主要從這兩個(gè)方面著手解決。鐵損是和鐵芯工作時(shí)動(dòng)態(tài)磁滯回線的面積成正比,所以我們要根據(jù)變壓器工作時(shí)的脈沖寬度及重復(fù)頻率合理地選擇AB值和鋼帶厚度,同時(shí)也要根據(jù)初級(jí)有效電流的大小和等效頻率合理地選擇導(dǎo)線線徑。
結(jié)束語在脈沖重復(fù)頻率變化范圍較大,負(fù)載變化范圍寬以及紋波電壓要求較高的電氣設(shè)備中,回掃充電變壓器己得到了很好的應(yīng)用。但如何進(jìn)一步提高回掃變壓器的效率以及更好地降低溫升和噪聲,還有很多有意義的工作要做。上文只是本人根據(jù)平時(shí)的工作實(shí)踐,談?wù)勔恍\顯的體會(huì),歡迎大家批評(píng)指正。