防止電源適配器電流檢測電路飽和的方法

  如果電源適配器電流互感器的磁芯不能復位,將導致磁芯飽和?電源適配器電流互感器飽和是一個很嚴重的問題?首先,不能正確測量電源適配器電流值,就不能進行有效的電源適配器電流控制;其次,使電源適配器電流誤差放大器總是“認為”電源適配器電流值小于設定值,這將使電源適配器電流誤差放大器過補償,導致電源適配器電流波形失真

  電源適配器電流互感器檢測最適合應用于對稱的電路,如推挽電路?全橋電路?對于單端電路,特別是升壓電路,會產生一些我們必須關注的問題?對于升壓電路,電感電源適配器電流就是輸人電源適配器電流?在采用電源適配器電流連續工作方式時,不管充電還是放電,電感電源適配器電流總是大于零,即在直流值上疊加一個充放電的波形?因此,電源適配器電流互感器不能用于直接測量升壓電路的輸入電源適配器電流?因為電感電源適配器電流不能回零而使直流值“丟失”了;電源適配器電流互感器因不能磁復位而飽和,從而失去過流保護功能,輸出產生過壓等?在降壓電路中也存在同樣的問題,電源適配器電流互感器不能用于直接測量輸出電源適配器電流?解決這個問題的方法是用兩個電源適配器電流互感器分別測量開關電源適配器電流和二極管電源適配器電流,如圖所示?實際的電感電源適配器電流是這兩個電源適配器電流的合成,這樣每個電源適配器電流互感器就有足夠的時間來復位了但要注意這兩個電源適配器電流互感器的匝比應一樣,以保持檢測電阻Rs上的電源適配器電流對稱?

  功率因數校正電路一般采用升壓電路,用雙互感器檢測?但在線電源適配器電流過零時,電源適配器電流互感器也特別容易飽和?因為,此時的占空比約為100%,容易造成磁芯沒有足夠的時間復位?為此,可以在外電路中采取一些措施來防止電源適配器電流互感器飽和?如采用電源適配器電流放大器輸出鉗位來限制其輸出電壓,并進一步限制占空比小于100%,電路如圖2-12所示?設定鉗位電壓的過程很簡單,在剛啟動時電源適配器電流放大器鉗位在一個相對較低的值(大約4V),系統開始工作,但過零誤差很大?系統一旦正常工作后,鉗位電壓將升高,電源適配器電流互感器接近飽和,鉗位電壓最多升到6.5V(低電壓大負載時),電源適配器電流的TID在可接受的范圍內(<10%),以限制最大占空比?設定的鉗位電壓不能太低,否則將使電源適配器電流過零畸變大?

  如果需要更好的特性或需要運行在寬范圍內,可以用如圖所示的電路,這個電路將根據線電壓反向調節鉗位電壓

  每個電源適配器電流脈沖都使磁芯復位以克服磁芯飽和,改進外電路還可以改進電源適配器電流檢測電路?一般利用電源適配器電流檢測電路自復位,即利用磁芯中存儲的能量和電源適配器電流互感器的開路阻抗在短時間內產生足夠的伏秒積來復位?但當占空比大于50%,特別是接近100%時,可能沒有足夠的時間來使磁芯復位?這時,除電源適配器電流放大器輸出鉗位外,還可以采用強制復位電路?

電流放大器的鉗位電路

具有輸入電壓補償的電流放大器鉗位電路

強制磁芯復位的電路很多,如使用附加線圈或中心抽頭的線圈,最簡單的方法是采用如圖2-14?圖2-15所示電路來強制磁芯復位?脈沖電源適配器電流到來時,強制復位電路和自復位電路的工作沒有差別;當復位時,從Vc通過R,來的電源適配器電流加入磁芯復位電源適配器電流,寄生電容快速充電,副邊電壓反向,伏秒積增加,磁芯復位速度加快?如果需要得到負的檢測電壓而又不想用負電壓強制復位時,則用如圖所示電路.

檢測正電壓的強制復位電路

檢測負電壓的強制復位電路

  對于電源適配器電流檢測電路磁芯復位還要考慮的一個因素是副邊線圈的漏電感和分布電容?為了減小損耗,一般選擇匝比較大的電源適配器電流互感器?但匝比大,副邊線圈的漏電感和分布電容大,漏電感影響電源適配器電流上升和下降的時間,分布電容則影響電源適配器電流互感器的帶寬?在磁芯復位時,副邊電感和分布電容諧振,如果分布電容大,則諧振頻率低,周期長,那么在占空比大?磁芯復位時間短時,副邊線圈就沒有足夠的時間來釋放能量使磁芯復位了?所以,應盡量不選擇匝比太大的電源適配器電流互感器?