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探讨节能型瞬间高功率输出解决方案

导读: 手工具机、喷墨式印表机及硬碟机等马达性负载启动瞬间需要较高的启动电流。面对如此大范围变化的功率需求,若以启动瞬间的条件来设计变压器,会造成平时工作状态的过度设计(Over design)而增加设计成本,我们将针对需求特性及原理进行分析。

  手工具机、喷墨式印表机及硬碟机等马达性负载启动瞬间需要较高的启动电流。面对如此大范围变化的功率需求,若以启动瞬间的条件来设计变压器,会造成平时工作状态的过度设计(Over design)而增加设计成本,我们将针对需求特性及原理进行分析。

  根据法拉第定律,返驰式转换器(Fly backconverter)的能量转换公式如式(1)所示,由以下公式中我们可以看出,一次侧的峰值电流变化量受到输入电压(VI)、电感感量(L)、导通时间(DON)以其操作频率(FSW)等参数影响。以前述例子而言,启动瞬间需要较大的启动电流(IP),因此开关导通时间会随着负载不断增加,使得峰值电流变化(DIP)也随之上升,此时,磁通量密度可能会因为过大的峰值电流变化而超过其承载上限值(BMAX),造成变压器饱和产生短路线现象,导致一次侧峰值电流急速增加而毁损周边原件,如图1所示。

  一次侧峰值电流变化量

  VI输入电压

  DON开关导通时间

  L一次侧电感感量

  FSW关关切换频率

  图1、变压器饱和现象

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