[发明专利]一种小功率电源变压器磁饱和控制系统

说明书

本发明公开了一种小功率电源变压器磁饱和控制系统，涉及变压器磁饱和控制技术领域，包括输入整流滤波单元、输入滤波单元、输出电压检测单元、输入检测控制单元，通过输入整流滤波单元侦测输入电压波形以作为频率检测的参考，通过输出电压检测单元和输入检测控制单元获得变压器的初级线圈T1B的输出情况及变压器的取样线圈T1A的输出情况，并依据上述情况进而控制通过变压器的初级线圈T1B的励磁电源，控制方式灵活多变，以避免变压器处于磁饱和状态，并通过输入整流滤波单元、输入滤波单元、变压器的电路布置，解决传统模式存在漏电流测试规格超标，安规电压超标，信号功率超标，传输平衡规格超标的情况，使得本控制系统的效率大大提高。

技术领域

本发明涉及变压器磁饱和控制技术领域，具体为一种小功率电源变压器磁饱和控制系统。

背景技术

变压器的铁芯是磁性材料，但通过单元段的磁通量是有限的。当磁通密度增加到一定值时，通过铁芯的磁通量不会增加或增加很慢。这个时候，我们说铁芯饱和了，也就是说变压器饱和了。变压器饱和会导致变压器失去储能能力，直接成为电路中的一种通路状态。在变压器运行过程中，磁场是由电流产生的，磁场强度随着电流和电压的增加而增加，但这种增加并不是无限的。当变压器内部磁场达到一定水平时，电流的增加并不能使磁场强度增加。此时认为变压器达到“磁饱和”，将变压器达到磁饱和时的电流强度作为变压器的饱和电流。一般来说，电感器的工作电流超过饱和电流，或者磁铁(如变压器铁芯)的磁导率太低，体积不够(磁力线密度太大)，容易造成磁饱和。磁饱和也只是变压器质量故障的一种体现。

简单地说，如果在磁芯线圈中加入电流，产生的磁场也会随着电流的增加而增强。当电流达到一定水平时，产生的磁场不会继续增强。此时，磁芯和线圈将进入饱和区，磁芯处于饱和状态。变压器初级通过的电流已经让铁心饱和，从能量传递的角度看，初级能量不能传递给次级能量；同样，如果是线圈，在饱和状态下自感会大大降低甚至消失，剩下的就是线圈的直流电阻。当然，通过的电流会增加，导致被连接的设备部件被过电流损坏。以下是变压器饱和的几种不良现象：

1-变压器一次侧受热甚至爆炸。

2-变压器不工作。

3变压器因开路烧毁MOSFET甚至电路板。

4-由于变压器饱和，客户产品的实际功率无法达到设计功率。

变压器在铁芯满负荷工作时，由于其单位面积的磁通量不能再增加，所以一次线圈的每伏匝数比一次电压的匝数高，但是它的二次电压不会随着初级阶段的比例而增加，即二次电压会得到平衡。如果一次电压进一步升高，初级线圈只会产生热量，不会提高效率

现有电源设计方案采用的都是常规线路，其优点是线路简单，传统模拟IC，其工作模式一般固定为CCM(连续工作模式)、BCM(临界工作模式)、DCM(断续工作模式)其中的一种。

CCM模式适合于大功率场合使用，其优点为电感电流峰值小，磁性元件体积小。缺点为MOS损耗大，效率不高，控制方式较复杂。

BCM模式适合于中小功率场合使用，其优点为开关频率不固定，EMC好，控制方式较简单。缺点为电感电流峰值较大。

DCM模式适合于中小功率场合使用，其优点为输入电流波形自然跟随输入电压波形，控制方式简单。缺点为电感电流峰值很大。

综上可知，现有传统模拟IC单一工作模式电路均有不同的缺点，均不能满足高功率密度、小体积的要求。为了综合各种工作模式的优点，减小各种工作模式的缺点，解决传统模式存在漏电流测试规格超标，安规电压超标，信号功率超标，传输平衡规格超标，以及变压器出现磁饱和的情况提出本发明。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小功率电源变压器磁饱和控制系统，包括