發布日期：2022-04-17 點擊率：178
【導讀】前文中對二極管和電容的實踐 進行了介紹，在本篇文章當中將為大家帶來關于磁滯回線的相關分析。這一部分較為重要，因為其直接反映了實際操作和書本上知識的區別，也是在對變壓器進行講解所需的鋪墊。
二極管與電容如何發力，使反激電源達到90%效率
http://www.cntronics.com/power-art/80025675
電容電感如何發力，使反激電源達到90%效率
http://www.cntronics.com/power-art/80025616
對于電源老鳥來說，接觸的設計多了，就會形成一套自己的獨特手法和習慣，隨著經驗的增長，這將形成一種良性的循環。而對于新手來說，尋找到一個合適的切入點都是比較困難的，更談不上形成這種良性的循換了。但是這個阻礙新手進步的問題將被解決。本系列文章以反激電源設計為切入點，深究這種電源的設計手法并對其中的原理進行細致的講解，對良好的設計習慣進行培養。
前文中對二極管和電容的實踐 進行了介紹，在本篇文章當中將為大家帶來關于磁滯回線的相關分析。這一部分較為重要，因為其直接反映了實際操作和書本上知識的區別，也是在對變壓器進行講解所需的鋪墊。
變壓器是電源板的靈魂器件，變壓器設計不好牽一發動全身，整個板子都不理想。變壓器工作的時候受控于初級，也受控于次級。因此MOS、變壓器、肖特基都是互相影響的，也造成變壓器不是一次都能設計好的。為了后面的推算，所以得初算個變壓器出來。先來看看磁材的一些細節。
這個是做變壓器最基本的公式根據，但是表示的不對，應該表示為B=(磁導率/磁路)*(NI);
NI就是安匝數，電激發出磁的部分。
磁導率/磁路：磁路相關的磁通密度。
磁通密度
100A/m安匝波形和磁通密度疊加圖：
圖1
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根據圖形，磁滯回線按照正弦波安匝數來變化的，也就是磁滯回線的變化實際上是安匝正弦變化規律，這個磁滯回線是用來做工頻變壓器的年代誕生的，也適合于正弦波變壓器，而開關電源是不同斜率的三角波組成，這個遲滯回線看不出開關電源中磁芯中磁通的變化的規律。
圖2
圖3 同斜率不同幅度的磁滯回線
用三角波仿真了下磁芯，磁滯回線方正了很多，也不會因為正弦規律產生嚴重的拖尾效應。圖2是同頻率不同幅度。圖3同斜率不同幅度的。
圖4
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現在來看看同是1000A/m的安匝在50K和5K情況下磁滯回線。仔細觀察安匝和磁滯回線的關系，就能明顯看出損耗和磁滯回線的頭怎么來的。
圖5
圖6
以上都是連續的安匝變化，電源電路中安匝是突變的，比如反激式mos開啟和mos關斷的瞬間，電流方向進行了突變，波形如圖6所示。（安匝波形就是電流波形）
圖7
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這個時候磁滯回線變成了樣子?注意看100A/m，-100A/m，50A/m，-50A/m 這幾個轉折點。
圖8
上面的磁滯回線表達不準確，電源工作在一個離散狀態，應該把磁通保持的線刪掉，電源磁芯就工作在這個狀態，CCM模式。中間無線的地方是安匝突變，就是翻轉點。另外電源也沒有了起始線，大家都應該明白電源是如何進入穩定態的。
圖9
再來看圖9中DCM與BCM磁滯回線。
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圖10
再來看看圖10中磁通密度和磁導率的關系。這個磁力線是沒有初始磁導率的。數據應該沒有調對。
上面DCM和CCM磁滯回線的仿真是基于安匝源，但是反激式是初級安匝給磁芯儲能，mos關斷后，有磁動勢反轉磁力線，應該有些不同，這個后面看下能用反激式拓補結構仿真出來么。
經過上面仿真可以得出：
1、書本上以及規格書上所給出的磁芯數據是基于正弦波的，給出的參數也是正弦波的，對于開關電源，有些參數不是精準的，比如頻率特性，開關電源能和磁滯回線對應起來的是斜率。
2、仿真CCM模式，磁滯回線上會出現兩個安匝跳變位置，但是磁通密度并不能跳變，而是通過下降來釋放能量。
3、DCM模式有一個安匝跳變位置，相應mos開啟端位跳變，相應磁滯回線能和上面用三角波仿真的形狀對應起來。
4、電源中調試的時候，把一款產品做成低壓CCM高壓DCM，在DCM的時候肖特基翻轉的諧波比CCM小，可見安匝跳變的時候，磁力線也會產生一種波形震動。
這一節主要對磁滯回線進行了詳細的對比分析，主要是為了能夠讓大家看到實際操作和書本知識的區別，同時為變壓器設計的講解做好準備，希望大家能夠從這篇至關重要的文章當中吸收到書本中學習不到的知識。
二極管與電容如何發力，使反激電源達到90%效率
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