Позволю себе предложить к всеобщему вниманию на мой взгляд замечательные мысли весьма авторитетного человека с Унитродовских Семинаров г. Ллойда Диксона относительно теории насыщения сердечника двутакта.
Перевод – мой ( ПРОМТ 8 ). Незначительные фразы не несущие основного смысла – не отредактированы.
Lloyd H. Dixon Руководство Аппликаций Unitrode.
slup124 стр 2.4
В однотактной аппликации, типа прямоходового конвертора, сердечник "восстанавливает себя' индуктивным реверсированием напряжения, которое самозаканчивается, когда ток намагничивания возвращается к нолю.
( очень подробно описано Ю. Гончаровым в цикле статей НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ DC/DC_ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ )
В возвратно-поступательной аппликации, сердечник восстановлен схемой, которая применяет последовательные положительные и отрицательные импульсы к обмоткам. С малейшей асимметрией - неравенством или напряжения или времени - полностью не нейтрализуются положительные и отрицательные Вольт-Секунды. В результате магнитный поток
никогда полностью не возвращается к его отправной точке, и в течение многих циклов в частоте переключения, плотность потока "дрейфует" в насыщенность. Эта проблема не ограничение сердечника - любой сердечник в конечном счете достиг бы насыщенности. Это - проблема схемы, для которого есть несколько решений для схемы, которые являются вне возможностей этой статьи.
Стр 4.6 slup126
Дрейф магнитного потока
Закон Фарадея заявляет, что магнитный поток через обмотку равен интегральным вольт-секундам на виток.
Это требует, чтобы напряжение через любую обмотку любого магнитного устройства составило в среднем ноль в течение периода.
Наименьший компонент напряжения постоянного тока в приложенной форме волны переменного тока будет медленно но неизбежно "дрейфовать" магнитный поток в насыщенность.
В силовом трансформаторе низкой частоты сопротивление первичной обмотки обычно достаточно, чтобы управлять этой проблемой. Поскольку маленький компонент напряжения постоянного тока медленно сдвигает магнитный поток к насыщенности, ток намагничивания становится асимметричным.
Увеличение компонента постоянного тока тока намагничивания вызывает падение IR в обмотке, которая в конечном счете нейтрализует компонент напряжения постоянного тока управляющей форма волны, мы надеемся, хорошо за исключением насыщенности.
В высокочастотном импульсном источнике питания возвратно-поступательное задающее устройство теоретически приложит равные и противоположные вольт-секунды к обмоткам во время альтернативных импульсных периодов, таким образом "восстанавливая" сердечник (возвращая магнитный поток и ток намагничивания к его отправной точке). Но есть обычно маленькие асимметрии вольтсекунды в управляющей форме волны из-за неравенств в MOSFET RDSon или скорости переключения.
Получающийся маленький компонент постоянного тока заставит магнитный поток "дрейфовать". У высокочастотного трансформатора, с относительно немногими первичными витками, есть чрезвычайно низкое сопротивление постоянного тока, и падение IR от компонента тока намагничивания постоянного тока обычно не достаточно, чтобы нейтрализовать асимметрию вольт-секунды до того как, сердечник достигает насыщенности.
Дрейф магнитного потока не проблема с прямоходовым конвертором. Когда ключ выключается, ток намагничивания трансформатора заставляет напряжение к замаху назад, обычно в фиксатор. Обратное напряжение является причиной того, что ток намагничивания уменьшается назад к нолю, откуда это начало. Обратные вольт-секунды будут точно равняться вольт-секундам, когда ключ был включен.
Таким образом прямоходовой конвертор автоматически восстанавливает себя (предположение, что достаточное время сброса позволено, ограничивая максимальный коэффициент заполнения).
Проблема дрейфа магнитного потока - серьезное беспокойство с любой возвратно-поступательной топологией (мост, полумост или возвратно-поступательная средняя точка), используя режим управления напряжением..
Одно решение состоит в том, чтобы поместить маленький зазор последовательно с сердечником. Это поднимет ток намагничивания так, чтобы падение IR в сопротивлениях схемы было в состоянии сместить асимметрию постоянного тока в управляющей форме волны. Но увеличенный ток намагничивания представляет увеличенную энергию во взаимной индуктивности, которая обычно заканчивается в демпфере или фиксаторе, увеличивая потери схемы.
Более изящное решение проблемы асимметрии - автоматическая выгода использования токового режима управления (режим пикового или среднего тока ). Поскольку магнитный поток постоянного тока начинает дрейфовать в одном направлении из-за асимметрии привода вольт-секунды, пиковый ток намагничивания становится прогрессивно асимметричным в альтернативные импульсные периоды. Однако, токовый режим управления чувствует ток и выключает ключи на том же самом уровне пикового тока в каждый импульсный период, так, чтобы времена высокого уровня были поочередно удлинены и сокращены. Начальная асимметрия вольт-секунды таким образом исправлена, пиковые токи намагничивания приблизительно равны в обоих направлениях, и дрейф магнитного потока минимизирован.
Однако, с топологией полумоста это создает новую проблему. Когда токовый режим управления исправляет неравенство вольт-секунды, сокращаясь и удлиняя альтернативные ширины импульса, ампер- секунда (заряд), неравенство создано в альтернативные импульсные периоды. Это не имеет последствия в полном мосте или возвратно-поступательных с центральным отводом схемах, но в полумосте, неравенство заряда вызывает напряжение емкостного делителя дрейфовать к положительной или отрицательной шине.
Поскольку напряжение емкостного делителя удаляется от середины, отсутствие равновесия вольт-секунды сделано хуже, заканчиваясь дальнейшей коррекцией ширины импульса токовым режимом управления. Бесконтрольная ситуация существует, и напряжение дрейфует (или выполняться) на одну из шин. Эта проблема исправлена, складывая паре диодов и маломощной обмотки на трансформатор, как детализировано в Руководстве Аппликаций Unitrode.
Еще интересная информация
Converter Flux-Walking by Robert L Rauck
http://www.consult-cpr.com/files/Conver ... alking.pdf
( Рассуждения относятся к управлению ключами в РЕЖИМЕ НАПРЯЖЕНИЯ )
Неуравновешенные вольт-секунды привода вызывают дрейф магнитного потока, и поэтому любое сопротивление последовательно с первичной обмоткой трансформатора помогает ограничить этот процесс. Падение напряжения I•R будет разбалансироваться в противоположном направлении к этому источнику смещения. Этому влиянию можно помочь далее, помещая зазор в сердечнике трансформатора, чтобы положить петлю и увеличить падение I•R на данном gauss уровне. Помните, сердечник продолжит дрейфовать до того как, приложенные вольт-секунды (основное направление любого падения I•R) уравновешены.
У пикового токового режима управления есть потенциал, чтобы зафиксировать проблему, если датчик тока контролирует ток первичной обмотки трансформатора и может обнаружить компонент ПОСТОЯННОГО ТОКА в сигнале тока. Определенные конфигурации трансформатора датчика тока не могут увидеть компонент ПОСТОЯННОГО ТОКА, но резистивные датчики всегда работают.
( Кажется что это ОЧЕНЬ важно. Необходимо найти детальный обзор датчиков тока )
Чувствительные к току (Сurrent Мode ) преобразователи обычно не страдают от этой проблемы, так как катушка индуктивности питания служит, чтобы фильтровать ток первичной обмотки трансформатора, и поэтому она организует напряжение коррекции чтобы уравновесить эти два полупериода.
( ??????????????????????? Здесь мне пока непонятно. Хорошо бы детально разобраться )
Вход
Регистрация
FAQ
