飽和電感及其在開關(guān)電源中的應(yīng)用

摘要：介紹了飽和電感的分類及其基本物理特性，總結(jié)了可飽和電感在尖峰抑制器、磁放大器、移相全橋ZVS?PWM變換器、諧振變換器和逆變電源中的應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞：可飽和電感；尖峰抑制器；磁放大器；移相全橋；諧振變換器；逆變電源

引言

飽和電感是一種磁滯回線矩形比高，起始磁導(dǎo)率高，矯頑力小，具有明顯磁飽和點的電感，在電子電路中常被當(dāng)作可控延時開關(guān)元件來使用。由于其獨特的物理特性，使之在高頻開關(guān)電源的開關(guān)噪聲抑制，大電流輸出輔路穩(wěn)壓，移相全橋變換器，諧振變換器及逆變電源等方面得到了日益廣泛的應(yīng)用。

圖1 飽和電感的B-H特性

1 飽和電感的分類及其物理特性

1.1 飽和電感的分類

飽和電感可分為自飽和和可控飽和二類。

1.1.1 自飽和電感（Saturable inductor）

其電感量隨通過的電流大小可變。若鐵心磁特性是理想的（例如呈矩形），如圖1（a）所示，則飽和電感工作時，類似于一個“開關(guān)”，即繞組中的電流小時，鐵心不飽和，繞組電感很大，相當(dāng)于“開路”；繞組中電流大時，鐵心飽和，繞組電感小，相當(dāng)于開關(guān)“短路”。

1.1.2可控飽和電感（controlled saturable inductor）

又稱可控飽和電抗器（controlled saturable reactor），其基本原理是，帶鐵心的交流線圈在直流激磁作用下，由于交直流同時激磁，使鐵心狀態(tài)一周期內(nèi)按局部磁回線變化，因此，改變了鐵心等效磁導(dǎo)率和線圈電感。若鐵心磁特性是理想的（B－H特性呈矩形），則可控飽和電感類似于一個“可控開關(guān)”。在開關(guān)電源中，應(yīng)用可控飽和電感可以吸收浪涌，抑制尖峰，消除振蕩，與快速恢復(fù)整流管串聯(lián)時可使整流管損耗減小。如圖1（b）所示，可控飽和電感具有高磁滯回線矩形比（Br/Bs），高起始磁導(dǎo)率μi，低矯頑力Hc，明顯的磁飽和點（A，B）及由于其磁滯回線所包圍的面積狹小而使其高頻磁滯損耗較小等特征。為此，可控飽和電感在應(yīng)用方面的兩個顯著特點為

    1）由于飽和磁場強(qiáng)度很小，所以，可飽和電感的儲能能力很弱，不能被當(dāng)作儲能電感使用。可飽和電感的最大儲能Em的理論值可用式（1）表示。

Em=μVH2/2  （1）

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