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AC/DC

绝缘型反激式转换器的性能评估和检查要点

重要检查点:变压器的饱和

下述的各条目,在关于“重要检查点”规格以外确认,前项已经说明“MOSFET的漏极电压和电流、及输出整流二极管的耐压”。这里将说明“变压器的饱和”。

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变压器的饱和
这里说明变压器T1的饱和是与主掌反激式工作的初级绕组和次级绕组相关。T1自带产生电源IC的电源VCC的第三绕组(引脚4、5),关于这点,须另行检查是否如设计般产生VCC

首先,重温变压器的饱和。变压器所使用的磁性材料(铁、铁氧体等),具有饱和磁通密度的特性。流向变压器的初级绕组的电流增加,磁场强度就会变大,磁通密度并非无限增大,达到饱和点后,对于电流增加,磁束密度几乎不会增加。此种状态称为饱和磁化,此时的磁通密度就是饱和磁通密度。

超过饱和点后成为饱和磁化的状态,称为变压器的饱和。对此,与电感相同。变压器的饱和,除了不会增加磁通密度外,电感值反而会急剧减少。

当电感值减少时,针对直流的电阻仅仅是变压器的绕组的电阻。也就是说,变压器饱和后将流过大电流。这是,电源设计中变压器的饱和问题的原因。对此,与电感相同。

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右边的波形数据是变压器的将一次侧内置MOSFET的Ids进行开关,绿色线为正常,即变压器未饱和。相对于此,红色虚线则表示变压器饱和时的典型波形。

如同上述,变压器一但饱和,将流过大电流,造成Ids出现峰值电流,也就是电流急剧增加。电流过大时,就可能破坏MOSFET。

变压器设计时,计算一次侧的最大电流Ippk,以进行适合的变压器设计,观察到像上述波形数据般的Ids电流波形时,就必须重新进行变压器设计。变压器设计相关内容请参照这里

以下总结了变压器的饱和的检查要点和条件设定。

<变压器的饱和的检查要点>

  • 利用示波器和电流探针等观察漏极电流Ids的电流波形
  • 变压器饱和时,Ids上升幅度将出现变化,Ids急剧上升
  • 其电流上升可能会引起MOSFET等的破坏
  • 确认变压器的饱和时,请确认Ippk等相关的实际状态
  • 视情况有可能必须重新进行变压器设计
<检查时的条件设定>

  • 输入电压:最小值、最大值(电源启动时、常态时)
  • 负载电流:最大值
  • 环境温度:温度条件的上限及下限温度

关键要点:

・不可使变压器饱和。

・利用示波器和电流探针等观察一次侧的电流波形

・变压器饱和时,可能会流过大电流,进而引起MOSFET等的破坏。