软磁材料基础知识连载( 二)

1、磁放大器磁芯高频特性比较：

2、磁放大器常用典型线路及基本调节原理：

开关电源磁放大器典型应用于计算机ATX电源和通讯开关电源。70年代以后，开关电源提高到50K以上，效率提高，体积、重量大大降低，所以磁放大器对材料提出了更高的要求。在高频下，坡莫合金电 阻率太低，导致涡流损耗大，造成温升高，效率低，成本高。铁氧体BS过低，居里点也太低，使它们很难适应磁放大器在恶劣环境中对材料的应力敏感性、热稳定性的严格要求。非晶材料特别是纳米晶材料的出现，大大丰富了软磁材料的应用。它具有中等和高的饱和磁感、极低的饱和磁致伸缩系数和磁晶各向异性，这种材料有极佳的综合磁性能，其中优异的高频特性，尤其引人注目。

由 图 1可 见 ， 磁 放 大 器 稳 压 器 中 的 关 键 部 件 是 控 制 电 感 L和 复 位 控 制 电 路 。 控 制 电 感 是 由 具 有 矩 形 B H回 线 的 磁 芯 及 其 上 的 一 个 绕 组 组 成 。 该 绕 组 兼 起 工 作 绕 组 和 控 制 绕 组 的 作 用 。 磁 芯 的 工 作 点 如 图 2所 示 。

由 图 2可 见 ， 当 磁 芯 工 作 于 点 ① 时 ， 磁 芯 饱 和 ， 控 制 电 感 的 阻 抗 |Z|接 近 于 0， 控 制 电 感 器 相 当 于 短 路 。 当 磁 芯 工 作 于 点 ② 时 ， 磁 芯 处 于 复 位 状 态 。 复 位 （ Reset） 是 指 磁 通 到 达 饱 和 后 的 去 磁 过 程 ， 使 磁 通 或 磁 密 回 到 原 来 工 作 点 的 数 值 ， 称 为 磁 通 复 位 。 由 于 磁 放 大 器 稳 压 器 所 用 磁 芯 材 料 的 特 点 （ 良 好 的 矩 形 B- H回 线 及 高 的 磁 导 率 ） 以 及 开 关 电 源 工 作 于 高 频 （ 40 kHz以上）， 使 得 此 时 的 控 制 电 感 对 输 入 脉 冲 呈 现 高 阻 抗 ， 相 当 于 控 制 电 感 开 路 。 实 际 上 ， 饱 和 和 复 位 时 控 制 电 感 的 阻 抗 可 达 到 3～ 4个 数 量 级 的 快 速 变 化 。因 此 ， 控 制 电 感 相 当 于 一 只 “ 可 控 磁 开 关 ” ， 其 输 入 脉 冲 电 压 由 开 关 电 源 高 频 变 压 器 副 边 供 给 ， 正 半 周 脉 冲 前 沿 时 间 由 初 级 主 开 关 导 通 时 间 决 定 ， 脉 冲 幅 值 为 u1。 正 半 周 期 D1， D3截 止 ， D2正 偏 ， 能 量 经 过 控 制 电 感 L1传 输 给 负 载 ， 负 半 周 期 D2截 止 ， 复 位 电 压 （ 也 是 控 制 电 压 ） Uc使 D1导 通 ， 磁 芯 去 磁 。

3、选型注意事项：

1、直方比（Br/Bm）对输出电压质量影响

当正向电流来到时，我们希望磁芯瞬间饱和，但这只是理论数据。只有当正向电流到达一定 值 时，B值才从Br到达Bs(Bm)饱和.从Br到Bm还有（1-Br/Bm）差值，则磁通量差Φm * （1-Br/Bm）,N匝线圈差N *Φm * （1-Br/Bm）。则N *Φm * （1-Br/Bm） = Vi * Td= Vd（Vd 为死角电压）。

故： Br/Bm越小，则Td越大，Vd 越大。对整个电源影响明显为噪声、纹波较大。输出电压不稳 等。此指标是衡量一个磁芯品质最重要的指标之一。

2、矫顽力的大小对输出电压的影响

所谓矫顽力（Hc）即是指在工作频率下，反相加磁场使磁芯的正向Br降到0时所需损耗的能 量。 毫无疑问，Hc越小，磁芯损耗越小，发热越小。