個人認為.加氣隙可以適當的減少電感量,因此在正常運行時,勵磁電流將會變大.在主開關管關閉時.勵磁電流比較容易與主mos結電容諧振.如果選結電容較小的mosfet,是否可以不加氣隙.據我所知,一般低壓dcdc電源模塊不會加氣的.但是否380v轉5v或12v這種情況要不要稍微加一點?
不知道還有什么別的好處?歡迎大家討論!
正激有源箝位,到底要不要加氣隙?
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@chernwenbin
有源鉗位變壓器加氣息是實現zvs的好辦法,加氣隙改變了磁滯回線的斜率,雖然磁芯損耗加大了,但畢竟是很小的.我們試驗過,加得合理大概有2%效率的提升
磁芯損耗是減少的.因為磁壓有一部分施加在了氣隙上.
但是激磁電流的能量有所增加.如果是單管正激,這個能量非常不好處理,幾乎難以回收.所以單管正激一般不加氣隙.
如果是雙管正激、有源鉗位正激則由于可以無損回收激磁電流的能量,所以不在乎這個激磁電流的大小(也不要太大哦.)又因為激磁電流增大以后和Cds諧振能量較大,可以大大增加軟開關范圍,所以才有很多人增加氣隙的.
而對于非軟開關拓撲,開氣隙的實際意義不大.
很多人說開氣隙后能夠防止磁芯飽和……正確的變壓器設計就應該會有足夠的裕量.如果依賴與這個氣隙來阻止飽和,就好比因為房子在派出所對面而不鎖門.
但是激磁電流的能量有所增加.如果是單管正激,這個能量非常不好處理,幾乎難以回收.所以單管正激一般不加氣隙.
如果是雙管正激、有源鉗位正激則由于可以無損回收激磁電流的能量,所以不在乎這個激磁電流的大小(也不要太大哦.)又因為激磁電流增大以后和Cds諧振能量較大,可以大大增加軟開關范圍,所以才有很多人增加氣隙的.
而對于非軟開關拓撲,開氣隙的實際意義不大.
很多人說開氣隙后能夠防止磁芯飽和……正確的變壓器設計就應該會有足夠的裕量.如果依賴與這個氣隙來阻止飽和,就好比因為房子在派出所對面而不鎖門.
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@楚天?
磁芯損耗是減少的.因為磁壓有一部分施加在了氣隙上.但是激磁電流的能量有所增加.如果是單管正激,這個能量非常不好處理,幾乎難以回收.所以單管正激一般不加氣隙.如果是雙管正激、有源鉗位正激則由于可以無損回收激磁電流的能量,所以不在乎這個激磁電流的大小(也不要太大哦.)又因為激磁電流增大以后和Cds諧振能量較大,可以大大增加軟開關范圍,所以才有很多人增加氣隙的.而對于非軟開關拓撲,開氣隙的實際意義不大.很多人說開氣隙后能夠防止磁芯飽和……正確的變壓器設計就應該會有足夠的裕量.如果依賴與這個氣隙來阻止飽和,就好比因為房子在派出所對面而不鎖門.
嗯,這個分析我很滿意.在現有的參數和電路條件下,適當的調整氣隙大小確實可以使主開關最大限度的接近zvs,但由于電路拓撲的限制,可能實現完全ZVS的效率還不如一定程度的zvs高.呵呵,我的看法是這樣的.
另外有沒有氣隙和勵磁電感方面的計算公式可查啊?請不吝賜教!謝謝!
另外有沒有氣隙和勵磁電感方面的計算公式可查啊?請不吝賜教!謝謝!
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@mimosa
同意.那加氣隙改變了什么參數,使得ZVS更容易實現?
漏磁通確實會增加一些的.不過不太大.有無磁芯時,耦合系數是會變化的.
激磁電流使得ZVS容易實現.
比如一個100K的active-clamp forward converter ,Vin300V,40%占空比dB=200mT,PC44PQ3230,源邊匝數37匝,源邊空載電感量7mH.空載激磁電流為300V×4uS/7mH=0.17A.
若中間開一0.2mm氣隙則空載電感量為1.1mH,空載激磁電流1.09A
若中間開一1mm氣隙則空載電感量為274uH,空載激磁電流4.38A
激磁電流能量除了少部分作為磁芯損耗外,余下很大部分需要通過復位電路泄放掉.
如上述磁芯,200mT典型損耗為3.92W,則每個周期損耗39uJ,無氣隙時激磁電感存儲能量為101uJ-39uJ=62uJ/周期.這個能量足夠將103的電容充電到111V
如果開0.2mm氣隙則電感存儲能量為653uJ-39uJ=614uJ.這個能量可以將103的電容充電到350V,104的電容充電到110V.
可見,增加氣隙(減小激磁電感)能夠增加激磁能量使得諧振能量增大,有利于軟開關.但是需要仔細設計諧振能量的大小,否則諧振能量的損耗也會降低效率.
激磁電流使得ZVS容易實現.
比如一個100K的active-clamp forward converter ,Vin300V,40%占空比dB=200mT,PC44PQ3230,源邊匝數37匝,源邊空載電感量7mH.空載激磁電流為300V×4uS/7mH=0.17A.
若中間開一0.2mm氣隙則空載電感量為1.1mH,空載激磁電流1.09A
若中間開一1mm氣隙則空載電感量為274uH,空載激磁電流4.38A
激磁電流能量除了少部分作為磁芯損耗外,余下很大部分需要通過復位電路泄放掉.
如上述磁芯,200mT典型損耗為3.92W,則每個周期損耗39uJ,無氣隙時激磁電感存儲能量為101uJ-39uJ=62uJ/周期.這個能量足夠將103的電容充電到111V
如果開0.2mm氣隙則電感存儲能量為653uJ-39uJ=614uJ.這個能量可以將103的電容充電到350V,104的電容充電到110V.
可見,增加氣隙(減小激磁電感)能夠增加激磁能量使得諧振能量增大,有利于軟開關.但是需要仔細設計諧振能量的大小,否則諧振能量的損耗也會降低效率.
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@楚天?
漏磁通確實會增加一些的.不過不太大.有無磁芯時,耦合系數是會變化的.激磁電流使得ZVS容易實現.比如一個100K的active-clampforwardconverter,Vin300V,40%占空比dB=200mT,PC44PQ3230,源邊匝數37匝,源邊空載電感量7mH.空載激磁電流為300V×4uS/7mH=0.17A.若中間開一0.2mm氣隙則空載電感量為1.1mH,空載激磁電流1.09A若中間開一1mm氣隙則空載電感量為274uH,空載激磁電流4.38A激磁電流能量除了少部分作為磁芯損耗外,余下很大部分需要通過復位電路泄放掉.如上述磁芯,200mT典型損耗為3.92W,則每個周期損耗39uJ,無氣隙時激磁電感存儲能量為101uJ-39uJ=62uJ/周期.這個能量足夠將103的電容充電到111V如果開0.2mm氣隙則電感存儲能量為653uJ-39uJ=614uJ.這個能量可以將103的電容充電到350V,104的電容充電到110V.可見,增加氣隙(減小激磁電感)能夠增加激磁能量使得諧振能量增大,有利于軟開關.但是需要仔細設計諧振能量的大小,否則諧振能量的損耗也會降低效率.
說的好.完全正確.給個好評
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@楚天?
漏磁通確實會增加一些的.不過不太大.有無磁芯時,耦合系數是會變化的.激磁電流使得ZVS容易實現.比如一個100K的active-clampforwardconverter,Vin300V,40%占空比dB=200mT,PC44PQ3230,源邊匝數37匝,源邊空載電感量7mH.空載激磁電流為300V×4uS/7mH=0.17A.若中間開一0.2mm氣隙則空載電感量為1.1mH,空載激磁電流1.09A若中間開一1mm氣隙則空載電感量為274uH,空載激磁電流4.38A激磁電流能量除了少部分作為磁芯損耗外,余下很大部分需要通過復位電路泄放掉.如上述磁芯,200mT典型損耗為3.92W,則每個周期損耗39uJ,無氣隙時激磁電感存儲能量為101uJ-39uJ=62uJ/周期.這個能量足夠將103的電容充電到111V如果開0.2mm氣隙則電感存儲能量為653uJ-39uJ=614uJ.這個能量可以將103的電容充電到350V,104的電容充電到110V.可見,增加氣隙(減小激磁電感)能夠增加激磁能量使得諧振能量增大,有利于軟開關.但是需要仔細設計諧振能量的大小,否則諧振能量的損耗也會降低效率.
謝謝.為了降低電感量,為什么不減少圈數而要開氣隙呢?
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