鐵磁諧振穩壓器 - 工作原理

在非線性扼流圈的端子處獲得穩定電壓的穩壓器是最簡單的鐵磁穩壓器。它的主要缺點是功率因數低。此外，在電路中的高電流下，線路扼流圈的尺寸非常大。

為了減輕重量和尺寸，鐵磁穩壓器採用組合磁系統製造，並且為了提高功率因數，根據電流諧振電路包括電容器。這種穩定器稱為鐵磁諧振。

鐵磁諧振穩壓器在結構上類似於傳統變壓器（圖 1，a）。施加輸入電壓Uin的初級繞組w1位於橫截面較大的磁路2段，使部分磁路處於不飽和狀態。電壓 Uin 產生磁通量 F2。

米。 1. 鐵磁諧振穩壓器原理圖：a—main； b——替換

次級繞組w2在其兩端感應出輸出電壓Uout並連接負載，位於磁路的第3部分，該部分具有較小的部分並且處於飽和狀態。因此，隨著電壓Uin和磁通F2的偏差，3段磁通F3的值幾乎不變，ee不變。 ETC。 v. 次級繞組和 Uout。隨著磁通量 F2 的增加，它不能通過部分 3 的那部分通過磁分流器 1 (F1) 關閉。

正弦電壓Uin下的磁通量F2是正弦曲線。當磁通F2的瞬時值接近幅值時，第3段進入飽和模式，磁通F3停止增加，出現磁通F1。因此，通過磁分路器1的磁通僅在磁通F2接近幅值的那些時刻閉合。這使得磁通F3變為非正弦波，電壓Uout也變為非正弦波，三次諧波分量在其中明顯表現出來。

在等效電路（圖1，b）中，非線性元件（次級繞組）的並聯電感L2和電容C構成鐵磁諧振電路，其特性如圖1b所示。 2、從等效電路可以看出，支路中的電流與電壓Uin成正比。曲線 3（支路 L2）和 1（支路 C）位於不同的象限，因為電感和電容中的電流相位相反。諧振電路的特性 2 通過在相同電壓值 Uout 下對 L2 和 C 中的電流進行代數求和來構建。

從諧振電路的特性可以看出，使用電容器可以在低磁化電流下獲得穩定的電壓，即在較低的電壓 Uin。

此外，使用電容器，穩壓器以高功率因數運行。至於穩定因子，它取決於曲線2的水平部分與橫坐標軸的傾斜角度。由於這一段有很大的傾角，不加裝裝置是不可能獲得大的穩定係數的。

米。 2. 鐵磁諧振穩壓器非線性元件的特性

這種附加裝置是補償線圈 wk（圖 3），與初級線圈一起位於磁路的不飽和部分 1 上。隨著 Uin 和 F 的增加，電動勢增加。 ETC。 v. 補償線圈。它與次級繞組串聯，但e． ETC。 c.補償線圈e相相反。 ETC。 v. 次級繞組。如果 Uin 增加，則發射略有增加。 ETC。 v. 次級繞組。由e之差決定的電壓Uout。 ETC。 c. 由於 e 的增加，次級和補償繞組保持恆定。 ETC。 v. 補償線圈。

米。三、帶補償線圈的鐵磁諧振穩壓器方案

繞組w3設計用於增加電容器兩端的電壓，從而增加電流的電容分量、穩定因數和功率因數。

鐵磁諧振穩壓器的缺點是非正弦輸出電壓及其頻率依賴性。

工業上生產功率從100W到8kW的鐵磁諧振穩壓器，穩定係數為20-30。此外，還生產了沒有磁分流器的鐵磁諧振穩定器。它們中的磁通F3對空氣是封閉的，即是漏磁通。這使得可以減輕穩定器的重量，但在穩定係數 kc 等於 5 時將工作區域縮小到標稱值 Uin 的 10%。