開關(guān)電源中變壓器所帶來的波形失真有哪幾點?
功率變壓器是開關(guān)電源中非常重要的部件，它和普通電源變壓器一樣也是通過磁耦合來傳輸能量的。在這種功率變壓器中實現(xiàn)磁耦合的磁路不是普通變壓器中的硅鋼片，而是在高頻情況下工作的磁導率較高的鐵氧體磁心或鈹莫合金等磁性材料，其目的是為了獲得較大的勵磁電感、減小磁路中的功率損耗，使之能以最小的損耗和相位失真?zhèn)鬏斁哂袑掝l帶的脈沖能量。開關(guān)電源中變壓器所帶來的波形失真有哪幾點?
（a）輸入波形（b）輸出波形
（1）上升沿和下降沿變得傾斜，即存在上升時間和下降時間；
（2）上升過程的末了時刻，有上沖，甚至出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象；
（3）下降過程的末了時刻，有下沖，也可能出現(xiàn)振蕩波形；
（4）平頂部分是逐漸降落的。
這些失真反映了實際脈沖變壓器和理想變壓器的差別，考慮到各種因素對波形的影響。
在脈沖作用的各段時間內(nèi)，每個元件并不都是同時起主要作用，任何一個脈沖波形可以分解成基波與許多諧波的疊加。脈沖的上升沿和下降沿包含著各種高頻分量，而脈沖的平頂部分包含著各種低頻分量。因此在上升、下降和平頂過程中，各元件表現(xiàn)出來的阻抗也不一樣。
上升階段
對于通常的正脈沖而言，上升階段即脈沖前沿，信號中包含豐富的高頻成分，當高頻分量通過脈沖變壓器時，容抗1/ωC很小，而感抗ωLm1很大，相比起來，可將Lm1的作用忽略，而在串聯(lián)的支路中，Li的作用即較為顯著。
在這個電路中，頻率越高，ωLi越大，而1/ωC越小，因而高頻信號大多降在Li上，輸出的高頻分量就減少了，可見輸入信號Usm前沿中所包含的高頻分量就不能完全傳輸?shù)捷敵龆耍l率越高的成分到達輸出端越小，結(jié)果在輸出端得到的波形前沿就和輸入波形不同，即產(chǎn)生了失真。
要想減小這種波形失真，就要盡量減小分布電容（應(yīng)減小變壓器一次繞組的匝數(shù)）。但又要得到一定的繞組電感量，所以需要用高磁導率的磁心。在繞制上也可以采取一些措施來減小分布電容，例如用分段繞法；為了減小漏感，可采用一、二次繞組交疊繞法等。
平頂階段
脈沖的平頂包含著各種低頻分量。在低頻情況下，并聯(lián)在輸出端的3個元件中，電容的容抗1/ωC很大，因此電容C可以忽略。同時在串聯(lián)支路中，感抗ωLi很小，也可以略去。信號源也可以等效成電動勢為Usm的直流電源。可用下述公式表達：
U′o=(UsmRL′)e－T/τ/(Rs＋RL′)
τ=Lm1(Rs＋RL′)RsRL′
可見U′o為一下降的指數(shù)波形，其下降速度決定于時間常數(shù)τ,τ越大，下降越慢，即波形失真越小。為此，應(yīng)盡量加大Lm1，而減小Rs和RL′,但這是有限的。如果Lm1太大，必然使繞組的匝數(shù)很多，這將導致繞組分布電容加大，致使脈沖上升沿變壞。
下降階段
下降階段的信號源相當于直流電源Usm串聯(lián)的開關(guān)由閉合到斷開的階段，它與上升階段雖然是相對的過程，但有兩個不同；一是電感Lm1中有勵磁電流，并開始釋放，因此Lm1不能略去；二是開關(guān)斷開后，Rs便不起作用。
在脈沖變壓器平頂階段以后，Lm1中存儲了比較大的磁能，因此在開關(guān)斷開后，會出現(xiàn)劇烈的振蕩，并產(chǎn)生很大的下沖。為了消除下沖往往采用阻尼措施。
（a）輸入波形（b）輸出波形
（1）上升沿和下降沿變得傾斜，即存在上升時間和下降時間；
（2）上升過程的末了時刻，有上沖，甚至出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象；
（3）下降過程的末了時刻，有下沖，也可能出現(xiàn)振蕩波形；
（4）平頂部分是逐漸降落的。
這些失真反映了實際脈沖變壓器和理想變壓器的差別，考慮到各種因素對波形的影響。
在脈沖作用的各段時間內(nèi)，每個元件并不都是同時起主要作用，任何一個脈沖波形可以分解成基波與許多諧波的疊加。脈沖的上升沿和下降沿包含著各種高頻分量，而脈沖的平頂部分包含著各種低頻分量。因此在上升、下降和平頂過程中，各元件表現(xiàn)出來的阻抗也不一樣。
上升階段
對于通常的正脈沖而言，上升階段即脈沖前沿，信號中包含豐富的高頻成分，當高頻分量通過脈沖變壓器時，容抗1/ωC很小，而感抗ωLm1很大，相比起來，可將Lm1的作用忽略，而在串聯(lián)的支路中，Li的作用即較為顯著。
在這個電路中，頻率越高，ωLi越大，而1/ωC越小，因而高頻信號大多降在Li上，輸出的高頻分量就減少了，可見輸入信號Usm前沿中所包含的高頻分量就不能完全傳輸?shù)捷敵龆耍l率越高的成分到達輸出端越小，結(jié)果在輸出端得到的波形前沿就和輸入波形不同，即產(chǎn)生了失真。
要想減小這種波形失真，就要盡量減小分布電容（應(yīng)減小變壓器一次繞組的匝數(shù)）。但又要得到一定的繞組電感量，所以需要用高磁導率的磁心。在繞制上也可以采取一些措施來減小分布電容，例如用分段繞法；為了減小漏感，可采用一、二次繞組交疊繞法等。
平頂階段
脈沖的平頂包含著各種低頻分量。在低頻情況下，并聯(lián)在輸出端的3個元件中，電容的容抗1/ωC很大，因此電容C可以忽略。同時在串聯(lián)支路中，感抗ωLi很小，也可以略去。信號源也可以等效成電動勢為Usm的直流電源。可用下述公式表達：
U′o=(UsmRL′)e－T/τ/(Rs＋RL′)
τ=Lm1(Rs＋RL′)RsRL′
可見U′o為一下降的指數(shù)波形，其下降速度決定于時間常數(shù)τ,τ越大，下降越慢，即波形失真越小。為此，應(yīng)盡量加大Lm1，而減小Rs和RL′,但這是有限的。如果Lm1太大，必然使繞組的匝數(shù)很多，這將導致繞組分布電容加大，致使脈沖上升沿變壞。
下降階段
下降階段的信號源相當于直流電源Usm串聯(lián)的開關(guān)由閉合到斷開的階段，它與上升階段雖然是相對的過程，但有兩個不同；一是電感Lm1中有勵磁電流，并開始釋放，因此Lm1不能略去；二是開關(guān)斷開后，Rs便不起作用。
在脈沖變壓器平頂階段以后，Lm1中存儲了比較大的磁能，因此在開關(guān)斷開后，會出現(xiàn)劇烈的振蕩，并產(chǎn)生很大的下沖。為了消除下沖往往采用阻尼措施。
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