铁磁谐振稳压器 - 工作原理

在非线性扼流圈的端子处获得稳定电压的稳压器是最简单的铁磁稳压器。它的主要缺点是功率因数低。此外，在电路中的高电流下，线路扼流圈的尺寸非常大。

为了减轻重量和尺寸，铁磁稳压器采用组合磁系统制造，并且为了提高功率因数，根据电流谐振电路包括电容器。这种稳定器称为铁磁谐振。

铁磁谐振稳压器在结构上类似于传统变压器（图 1，a）。施加输入电压Uin的初级绕组w1位于横截面较大的磁路2段，使部分磁路处于不饱和状态。电压 Uin 产生磁通量 F2。

米。 1. 铁磁谐振稳压器原理图：a—main； b——替换

次级绕组w2在其两端感应出输出电压Uout并连接负载，位于磁路的第3部分，该部分具有较小的部分并且处于饱和状态。因此，随着电压Uin和磁通F2的偏差，3段磁通F3的值几乎不变，ee不变。 ETC。 v. 次级绕组和 Uout。随着磁通量 F2 的增加，它不能通过部分 3 的部分通过磁分流器 1 (F1) 关闭。

正弦电压Uin下的磁通量F2是正弦曲线。当磁通F2的瞬时值接近幅值时，第3段进入饱和模式，磁通F3停止增加，出现磁通F1。因此，通过磁分路器1的磁通仅在磁通F2接近幅度值的那些时刻关闭。这使得磁通F3变为非正弦波，电压Uout也变为非正弦波，三次谐波分量在其中明显表现出来。

在等效电路（图1，b）中，非线性元件（次级绕组）的并联电感L2和电容C构成铁磁谐振电路，其特性如图1b所示。 2、从等效电路可以看出，支路中的电流与电压Uin成正比。曲线 3（支路 L2）和 1（支路 C）位于不同的象限，因为电感和电容中的电流相位相反。谐振电路的特性 2 通过在相同电压值 Uout 下对 L2 和 C 中的电流进行代数求和来构建。

从谐振电路的特性可以看出，使用电容器可以在低磁化电流下获得稳定的电压，即在较低的电压 Uin。

此外，使用电容器，稳压器以高功率因数运行。至于稳定因子，它取决于曲线2的水平部分与横坐标轴的倾斜角度。由于这一段有很大的倾角，不加装装置是不可能获得大的稳定系数的。

米。 2. 铁磁谐振稳压器非线性元件的特性

这种附加装置是补偿线圈 wk（图 3），与初级线圈一起位于磁路的不饱和部分 1 上。随着 Uin 和 F 的增加，电动势增加。 ETC。 v. 补偿线圈。它与次级绕组串联，但e． ETC。 c.补偿线圈e相相反。 ETC。 v. 次级绕组。如果 Uin 增加，则发射略有增加。 ETC。 v. 次级绕组。由e之差决定的电压Uout。 ETC。 c. 由于 e 的增加，次级和补偿绕组保持恒定。 ETC。 v. 补偿线圈。

米。三、带补偿线圈的铁磁谐振稳压器方案

绕组w3设计用于增加电容器两端的电压，从而增加电流的电容分量、稳定因子和功率因数。

铁磁谐振稳压器的缺点是非正弦输出电压及其频率依赖性。

工业上生产功率从100W到8kW的铁磁谐振稳压器，稳定系数为20-30。此外，还生产了没有磁分流器的铁磁谐振稳定器。它们中的磁通F3对空气是封闭的，即是漏磁通。这使得可以减轻稳定器的重量，但在稳定系数 kc 等于 5 时将工作区域缩小到标称值 Uin 的 10%。