電源設計技術資訊網站
2018.02.08 AC / DC
下列各項非規格的“重要確認重點”中,“MOSFET的汲極電壓和電流,輸出整流二極體的耐壓”已在前文中說明。本節將說明“變壓器的飽和”。
變壓器的飽和
這些要說明的變壓器T1的飽和,是和主管返馳動作的一次側線圈,二次側線圈相關.T1配備產生電源集成电路所需電源VCC的第三線圈(端子4、5),須另行確認是否如同設計般產生VCC。
一開始先複習變壓器的飽和。變壓器所使用的磁性材料(鐵,鐵氧體(铁氧体)等),其磁束密度處於飽和狀態。流向變壓器一次側線圈的電流一但增加,磁場強度就會變大,但磁束密度並非無限擴大,對於電流增加,磁束密度幾乎不會跟著增加。此種狀態稱為飽和磁化,此時的磁束密度就是飽和磁束密度。
超過上限後成為飽和磁化的狀態,稱為變壓器的飽和。這部分和電感相同。變壓器的飽和除了不會增加磁束密度外,電感反而會急速減少。
電感一但減少,只剩下變壓器的線圈抵抗直流電。也就是說,變壓器飽和後將流過大電流。變壓器的飽和將是設計電源時須解決的問題。這點也和電感相同。
右邊波形資料是開關變壓器一次側,內建MOSFET的id,綠色線為正常,即變壓器未飽和。相對於此,紅色虛線則是變壓器飽和時的典型波形。
如同上述,變壓器一但飽和,將流過大電流,造出成id現峰值電流,也就是電流急遽增加。電流過大時,就可能破壞MOSFET。
設計變壓器時,計算一次側最大電流Ippk,以設計出適合的變壓器,但觀察到像上述波形資料般的Ids電流波形時,就必須重新設計變壓器。設計變壓器相關內容請參照此处。
以下彙整了變壓器飽和的確認重點和設定的條件。
・變壓器不可以飽和。
・利用示波器和電流探針等,觀察一次側的電流波形。
・變壓器飽和時,可能會流過大電流,進而破壞MOSFET等。