3 3．3V磁放大器穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)

　　PC開(kāi)關(guān)電源中的3．3V磁放大器穩(wěn)壓電路如圖3所示。磁放大器由取樣電路(R24和R26)、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器(TL43 1)、磁復(fù)位控制電路(3A／40V的PNP功率管TIP32)、可控磁飽和電感器(L4)等構(gòu)成。3．3V電壓經(jīng)過(guò)R24和R26分壓后獲得取樣電壓UO，接至TL431的輸出電壓設(shè)定端(UREF)，與TL43 1中的2．5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后獲得誤差電壓Ur，經(jīng)R27加到VT2的基極上，VT2的集電極電流經(jīng)過(guò)超快恢復(fù)二極管VD9(UF4002)流到L4的右端。輸出整流管和續(xù)流二極管公用一只由安森美公司生產(chǎn)的MBR2045型20A／45V肖特基對(duì)管VD7，內(nèi)含整流管VD7a和續(xù)流二極管VD7b。C14為輸出濾波電容器。由L6、C15構(gòu)成后置濾波器。

　　現(xiàn)對(duì)磁放大器的工作原理分析如下：當(dāng)單片開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的MOSFET導(dǎo)通時(shí)，輸出整流管VD7a截止，VD7b導(dǎo)通，由儲(chǔ)存在C14、C15上的電能繼續(xù)給負(fù)載供電。此時(shí)L4對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電流呈高阻抗。當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，VD7a并不立即導(dǎo)通，而是經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間才能導(dǎo)通。由于磁復(fù)位電流的存在，二次繞組的正向電流必須先將磁復(fù)位電流抵消掉，L2上才能流過(guò)正向電流，使L2進(jìn)入磁飽和狀態(tài)并呈現(xiàn)低阻抗，進(jìn)而VD7a導(dǎo)通。磁復(fù)位的持續(xù)時(shí)間即阻斷輸出的延遲時(shí)間。此后輸出被接通，除給負(fù)載供電之外，還有一部分能量?jī)?chǔ)存在輸出濾波電容器C14、C15中，以便在VD7a截止時(shí)能維持輸出電壓不變。

　　舉例說(shuō)明，當(dāng)負(fù)載突然變輕而導(dǎo)致UO1(3．3V)輸出電壓升高時(shí)，取樣電壓UQ也隨之升高，進(jìn)而使誤差電壓Ur升高。Ur經(jīng)過(guò)VT2、VD9輸出的磁復(fù)位電流增大，使磁復(fù)位時(shí)間延長(zhǎng)，輸出脈沖寬度減小，使UO1又降至3．3V。反之亦然。因此，磁放大器可等效于一個(gè)脈寬調(diào)制器，通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)脈沖寬度，可達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。這就是磁放大器的穩(wěn)壓原理。

　　傳統(tǒng)的鐵氧體磁心采用晶態(tài)結(jié)構(gòu)的材料，其原子在三維空間內(nèi)做有序排列而形成點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。而非晶態(tài)合金是指物質(zhì)從液態(tài)(或氣態(tài))急速冷卻時(shí)，因來(lái)不及結(jié)晶而在常溫下原子呈無(wú)序排列狀態(tài)。非晶態(tài)合金的制造工序簡(jiǎn)單，節(jié)能效果顯著，它屬于新型綠色環(huán)保材料。非晶態(tài)合金具有高磁導(dǎo)率、高矩形比、磁心損耗低、高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，這種材料適合制作可控磁飽和電感器，用于計(jì)算機(jī)的ATX電源中。

　　L4采用美國(guó)Metglas公司生產(chǎn)的MP1305P4AS型高性能非晶態(tài)合金磁環(huán)，用φ0．10mm漆包線均勻繞制7匝。常用非晶態(tài)磁環(huán)典型產(chǎn)品的主要參數(shù)見(jiàn)附表。MP1 305P4AS型號(hào)中的“13”代表外徑為1 3mm(標(biāo)稱(chēng)值)， “5”代表高度為5mm(標(biāo)稱(chēng)值)。其磁路長(zhǎng)度為3．46cm，有效橫截面積為0．057cm2，質(zhì)量為1．50g，飽和磁通密度為0．57T，矩形比為0．86，電阻率為0．142μΩ·cm，磁心損耗為318mW，長(zhǎng)期工作溫度120℃，居里點(diǎn)溫度為225℃(超過(guò)此溫度時(shí)磁滯現(xiàn)象會(huì)消失)。

　　MP1 305P4AS的B-H曲線(亦稱(chēng)磁滯回線)如圖4所示，B代表磁通密度(單位是T)，H代表磁場(chǎng)強(qiáng)度(單位是A／m)，圖中的實(shí)線和虛線分別對(duì)應(yīng)于100kHz、200kHz開(kāi)關(guān)頻率。