黄石变压器厂

正激式黄石变压器工作原理

正激式黄石变压器电压的瞬态控制特性和电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，电压不容易产生抖动，在一些对电压参数要求比较高的场合，经常使用。

1-6-1.正激式黄石变压器工作原理

所谓正激式黄石变压器，是指当黄石变压器的初级线圈正在被电压激励时，黄石变压器的次级线圈正好有功率。

图1-17是正激式黄石变压器的简单工作原理图，图1-17中Ui是的输入电压，T是黄石变压器，K是控制，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。

在图1-17中，需要特别注意的是黄石变压器初、次级线圈的同名端。如果把黄石变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式黄石变压器了。

我们从(1-76)和(1-77)两式可知，改变控制K的占空比D，只能改变电压(图1-16-b中正半周)的平均值Ua ，而电压的幅值Up不变。因此，正激式黄石变压器用于稳压，只能采用电压平均值方式。

图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式电压滤波电路完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2.串联式”部分中的“串联式电压滤波电路”内容。

正激式黄石变压器有一个最大的缺点，就是在控制K关断的瞬间黄石变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过黄石变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图1-17中，为了防止在控制K关断瞬间产生反电动势击穿器件，在黄石变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。

反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式黄石变压器是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给，对进行充电;另一方面，流过反馈线圈N3绕组中的电流产生的磁场可以使黄石变压器的铁心退磁，使黄石变压器铁心中的磁场强度恢复到初始状态。

由于控制突然关断，流过黄石变压器初级线圈的励磁电流突然为0，此时，流过反馈线圈N3绕组中的电流正好接替原来励磁电流的作用，使黄石变压器铁心中的磁感应强度由最大值Bm返回到剩磁所对应的磁感应强度Br位置，即：流过反馈线圈N3绕组中电流是由最大值逐步变化到0的。由此可知，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势在对进行充电的同时，流过反馈线圈N3绕组中的电流也在对黄石变压器铁心进行退磁。

图1-18是图1-17中正激式黄石变压器中几个关键点的电压、电流波形图。图1-18-a)是黄石变压器次级线圈N2绕组整流电压波形，图1-18-b)是黄石变压器次级线圈N3绕组整流电压波形，图1-18-c)是流过黄石变压器初级线圈N1绕组和次级线圈N3绕组的电流波形。

图1-17中，在Ton期间，控制K接通，输入Ui对黄石变压器初级线圈N1绕组加电，初级线圈N1绕组有电流i1流过，在N1两端产生自感电动势的同时，在黄石变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势，并向负载提供电压。黄石变压器次级线圈电压大小由(1-63)、(1-69)、(1-76)、(1-77)等式给出，电压波形如图1-18-a)。

图1-18-c)是流过黄石变压器初级线圈电流i1的波形。流过正激式黄石变压器的电流与流过电感线圈的电流不同，流过正激式黄石变压器中的电流有突变，而流过电感线圈的电流不能突变。因此，在控制K接通瞬间流过正激式黄石变压器的电流立刻就可以达到某个稳定值，这个稳定电流值是与黄石变压器次级线圈电流大小相关的。如果我们把这个电流记为i10，黄石变压器次级线圈电流为i2，那么就是：i10 = n i2 ，其中n为黄石变压器次级电压与初级电压比。

另外，流过正激式黄石变压器的电流i1除了i10之外还有一个励磁电流，我们把励磁电流记为i1。从图1-18-c)中可以看出，i1就是i1中随着时间线性增长的部份，励磁电流i1由下式给出：

i1 = Ui*t/L1 —— K接通期间 (1-80)

当控制K由接通突然转为关断瞬间，流过黄石变压器初级线圈的电流i1突然为0，由于黄石变压器铁心中的磁通量ф 不能突变，必须要求流过黄石变压器次级线圈回路的电流也跟着突变，以抵消黄石变压器初级线圈电流突变的影响，要么，在黄石变压器初级线圈回路中将出现非常高的反电动势电压，把控制或黄石变压器击穿。

如果黄石变压器铁心中的磁通 产生突变，黄石变压器的初、次级线圈就会产生无限高的反电动势，反电动势又会产生无限大的电流，而电流又会抵制磁通的变化，因此，黄石变压器铁心中的磁通变化，最终还是要受到黄石变压器初、次级线圈中的电流来约束的。

因此，控制K由接通状态突然转为关断，黄石变压器初级线圈回路中的电流突然为0时，黄石变压器次级线圈回路中的电流i2一定正好等于控制K接通期间的电流i2(Ton+)，与黄石变压器初级线圈励磁电流i1被折算到黄石变压器次级线圈的电流之和。但由于黄石变压器初级线圈中励磁电流i1被折算到黄石变压器次级线圈的电流i1/n的方向与原来黄石变压器次级线圈的电流i2(Ton+)的方向是相反的，整流二极管D1对电流i1/n并不导通，因此，电流i1/n只能通过黄石变压器次级线圈N3绕组产生的反电动势，经整流二极管D3向输入电压Ui进行反充电。

在Ton期间，由于黄石变压器的电流的i10等于0，黄石变压器次级线圈N2绕组回路中的电流i2自然也等于0，所以，流过黄石变压器次级线圈N3绕组中的电流，只有黄石变压器初级线圈中励磁电流i1被折算到黄石变压器次级线圈N3绕组回路中的电流i3 (等于i1/n)，这个电流的大小是随着时间下降的。