漏感和激磁电感降低变换器的效率

发布时间:2022-04-12 阅读量:1737 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

变压器的并联运行是指变压器的原绕组都接在某一电压等级的公共母线上,而各变压器的副绕组也都接在另一电压等级的公共母线上,共同向负载供电的运行方式。变压器并列运行条件:电压比相同,允差±0.5%;阻抗电压值相差<±10%;接线组别相同;两台变压器的容量比不超过3:1。

 

变压器

 

若并联运行的变压器不满足上述条件:电压比不同,则并联运行时将产生环流,影响变压器出力。阻抗电压不等,则负载不能按容量比例分配,也就是阻抗电压小的变压器满载时,阻抗电压大的欠载。接线组别不一致,将造成短路。变压器容量相差较大,则阻抗电压亦将相差较大。变压器并联运行有如下优点:多台变压器并联运行时,如果其中一台变压器发生故障或需要检修,那么另外几台变压器可分担它的负载继续供电,从而提高了供电的可靠性。可根据电力系统中负荷的变化,调整投入并联的变压器台数,以减少电能损耗,提高运行效率。可根据用电量的增加,分期分批安装新变压器,以减少初期投资。对变压器的并联运行状态有一定的要求。

 

开关电源理想变压器和实际变压器,他们的区别在于理想变压器不存储任何能量——所有的能量瞬时由输入传输到输出。实际上,所有实际变压器都存储一些不希望的能量:漏感能量表示线圈间不耦合磁通经过的空间存储的能量。在等效电路中,漏感与理想变压器激励线圈串联,其存储的能量与线圈电流的平方成正比。激磁电感(互感)能量表示有限磁导率的磁芯中和两半磁芯结合处气隙储存的能量。在等效电路中,激磁电感与理想变压器初级线圈(负载)并联。储存的能量与加到线圈上每匝伏特有关,与负载电流无关。漏感阻止开关和整流器电流的瞬态变化,随着负载电流的增加而加剧,使得输出的外特性变软。


变压器

 

在多路输出只调节一路输出时,因存在初级漏感,其他开环输出的稳压性能变差。互感和漏感能量在开关转换瞬时引起电压尖峰,是EMI的主要来源。为防止电压尖峰造成功率开关与整流器的损坏,电路中采用缓冲或嵌位电路抑制电压尖峰。缓冲和嵌位电路虽然能抑制尖峰电压,为了可靠,还需选择高压定额的器件;如果缓冲和嵌位电路损耗过大,还必须应用更复杂的无损缓冲电路回收能量。即使这样,缓冲电路中元件不是无损的,环流损失相当多的能量。总之,漏感和激磁电感降低变换器的效率。因此,开关电源通常在设计变压器时,应尽量减少变压器的漏感。有些电路利用漏感和互感能量获得零电压转换(ZVT),但在轻载时漏感能量很小;而互感大小较难控制,主要通过选用合适的磁芯材料(u)和控制两半磁芯装配气隙大小控制激磁电感。

 


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