磁饱和电流磁化曲线功率电感脉冲宽度调制器功率驱动器硕士论文.doc

功率电感磁饱和电流测试电路的研究测试计量技术及仪器， 2011， 硕士【摘要】 开关电源是近年来应用非常广泛的一种电源,其质量的好坏直接影响到电子设备的可靠性。磁性元件高频变压器是开关电源中的重要部件。在电子线路中,经常因为高频变压器设计的不合理性或者制作工艺不佳导致高频变压器发生磁饱和损坏开关电源。所以,测试高频变压器发生磁饱和时的电流值是非常重要的。在业余条件下,测量高频变压器磁饱和电流比较困难。针对上述情况,首先介绍了磁性元件的基本概念,并在详细分析磁性材料磁化曲线的基础上,提出了带磁芯的功率电感磁饱和电流检测电路的方案,此电路可模拟测试出高频变压器达到磁饱和时的电流值。功率电感磁饱和电流测试方法是利用低频、低电压、大电流模拟高频、高电压的工作状态。本文设计了基于半桥电路的功率电感的磁饱和电流测试电路。此电路由脉冲宽度调制器输出两路双极性的脉冲信号,这两路脉冲经过功率驱动器进行放大后,直接驱动两个功率场效应管构成的半桥电路,该信号在通过半桥电路外部连接的功率电感的时候就可以模拟开关电源中的高频变压器达到磁饱和的过程,测试出磁饱和电流的大小并获得磁饱和的特征信息。通过实验验证,得出该电路能够安全,可靠的运行,达到了设计的要求。更多还原【Abstract】 Switching power supply is widely used in recent years, its quality directly affects the reliability of electronic equipment. High frequency transformer of magnetic components is the important component in switching power supply. In the electronic circuit, high frequency transformer occurs magnetic saturation lead switching power supply is damaged, because of the irrationality design of high frequency transformer or poor manufacturing process. So, testing the current value of high frequency trans.更多还原 【关键词】 磁饱和电流； 磁化曲线； 功率电感； 脉冲宽度调制器； 功率驱动器； 【Key words】 magnetic saturation current； magnetization curve； power inductor； pulse width modulator； power driver； 摘要 4-5 Abstract 5 第1章 绪论 8-13 1.1 研究背景 8-10 1.1.1 开关电源的基本概念 8 1.1.2 磁性元件在开关电源中的作用 8-9 1.1.3 磁饱和对开关电源的危害 9-10 1.2 国内外研究现状 10-12 1.3 课题研究内容 12-13 第2章 磁的基本概念 13-26 2.1 磁及磁现象 13-19 2.1.1 电流与磁场 14-15 2.1.2 单位和电磁基本定律 15-16 2.1.3 磁导率和磁场强度 16-17 2.1.4 安培环路定理 17-19 2.2 磁路的概念及磁路欧姆定律 19-21 2.2.1 磁路的基本概念 19 2.2.2 磁路的欧姆定律 19-21 2.3 磁性材料的磁化 21-22 2.4 磁材料的磁化曲线 22-25 2.4.1 磁性物质的磁化过程 22-23 2.4.2 饱和磁滞回线和基本参数 23-25 2.5 本章小结 25-26 第3章 功率电感分析 26-38 3.1 功率电感基本概念 26 3.2 磁芯线圈电感研究现状 26-29 3.2.1 磁芯的作用 26 3.2.2 磁芯的磁化特点 26-27 3.2.3 电感的计算 27-29 3.2.4 磁芯电感的非线性 29 3.3 功率电感的磁芯分析 29-32 3.3.1 功率电感磁芯的选择 29-30 3.3.2 磁芯材料的要求 30-31 3.3.3 磁芯损耗 31-32 3.4 功率电感的优化设计 32-33 3.5 功率电感的磁饱和特性 33-34 3.6 高频变压器的磁饱和分析 34-36 3.6.1 高频变压器磁饱和检测原理 34-35 3.6.2 磁饱和检测电路 35-36 3.7 本章小结 36-38 第4章 功率电感磁饱和电流测试电路的设计 38-49 4.1 系统设计方案 38 4.2 控制电路设计 38-42 4.2.1 PWM 器件的选择 38-40 4.2.2 控制电路实现 40-42 4.2.3 软启动 42 4.3 驱动电路设计 42-48 4.3.1 驱动电路的基本要求 42-43 4.3.2 驱动器的选择 43-45 4.3.3 自举二极管的选择 45 4.3.4 功率驱动电路的实现 45-47 4.3.5 高压侧悬浮驱动的自举原理 47-48 4.4 本章小结 48-49 第5章 电路测试及结论分析 49-58 5.1 供电电源电路实现 49 5.2 输入信号对测量结果的影响 49-5