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變壓器開關(guān)電源的最大優(yōu)點(diǎn)是，變壓器可以同時輸出多組不同數(shù)值的電壓，改變輸出電壓和輸出電流很容易，只需改變變壓器的匝數(shù)比和漆包線截面積的大小即可；另外，變壓器初、次級互相隔離，不需共用同一個地。因此，變壓器開關(guān)電源也有人把它稱為離線式開關(guān)電源。這里的離線并不是不需要輸入電源，而是輸入電源與輸出電源之間沒有導(dǎo)線連接，完全是通過磁場偶合傳輸能量。

變壓器開關(guān)電源采用變壓器把輸入輸出進(jìn)行電器隔離的最大好處是，提高設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，降低安全風(fēng)險，同時還可以減輕EMI干擾，并且還容易進(jìn)行功率匹配。

變壓器開關(guān)電源有單激式變壓器開關(guān)電源和雙激式變壓器開關(guān)電源之分，單激式變壓器開關(guān)電源普遍應(yīng)用于小功率電子設(shè)備之中，因此，單激式變壓器開關(guān)電源應(yīng)用非常廣泛。而雙激式變壓器開關(guān)電源一般用于功率較大的電子設(shè)備之中，并且電路一般也要復(fù)雜一些。單激式變壓器開關(guān)電源的缺點(diǎn)是變壓器的體積比雙激式變壓器開關(guān)電源的激式變壓器的體積大，因?yàn)閱渭な介_關(guān)電源的變壓器的磁芯只工作在磁回路曲線的單端，磁回路曲線變化的面積很小。點(diǎn)擊閱讀>>

現(xiàn)代電子設(shè)備對開關(guān)電源的工作效率、體積以及電磁兼容和安全要求等技術(shù)性能指標(biāo)越來越高，在決定這些技術(shù)性能指標(biāo)的諸多因素中，基本上都與開關(guān)變壓器的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)。開關(guān)變壓器是開關(guān)電源中的關(guān)鍵器件，因此，在這一章中我們將非常詳細(xì)地對與開關(guān)變壓器相關(guān)的諸多技術(shù)參數(shù)進(jìn)行理論分析。

在分析開關(guān)變壓器的工作原理的時候，必然會涉及磁場強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及磁通 等概念，為此，這里我們首先簡單介紹它們的定義和概念。在自然界中無處不存在電場和磁場，在帶電物體的周圍必然會存在電場，在電場的作用下，周圍的物體都會感應(yīng)帶電；同樣在帶磁物體的周圍必然會存在磁場，在磁場的作用下，周圍的物體也都會被感應(yīng)產(chǎn)生磁通。

現(xiàn)代磁學(xué)研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流，即，載流子的運(yùn)動。磁性材料或磁感應(yīng)也不例外，鐵磁現(xiàn)象的起源是由于材料內(nèi)部原子核外電子運(yùn)動形成的微電流，亦稱分子電流，這些微電流的集合效應(yīng)使得材料對外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因?yàn)槊恳粋€微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個單位微電流稱為一個磁偶極子。因此，磁場強(qiáng)度的大小與磁偶極子的分布有關(guān)。點(diǎn)擊閱讀>>

在圖2-7中，對于雙激式開關(guān)變壓器，每輸入一個交流脈沖電壓，除了第一個輸入脈沖的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化范圍是從0到最大值Bm以外，其余輸入脈沖，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化范圍都是從負(fù)的最大值-Bm到正的最大值Bm ，或從正的最大值Bm到負(fù)的最大值-Bm ，即：每輸入一個交流脈沖電壓，磁感應(yīng)強(qiáng)度的增量ΔB都是最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm的2倍（2Bm）。因此，把這個結(jié)果代入（2-13）和（2-14）式，即可求得：

（2-17）和（2-18）式，為計算雙激式開關(guān)變壓器初級線圈N1繞組匝數(shù)的公式。式中，N1為變壓器初級線圈N1繞組的最少匝數(shù)，S為變壓器鐵芯的導(dǎo)磁面積（單位：平方厘米），Bm為變壓器鐵芯的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度（單位：高斯），τ為脈沖寬度，或電源開關(guān)管的導(dǎo)通時間（單位：秒），E為脈沖電壓的幅度，單位為伏，F(xiàn)為開關(guān)電源的工作頻率，單位赫芝。

同樣，我們把（2-17）式中的輸入脈沖電壓幅度E與脈沖寬度τ的乘積定義為變壓器的伏秒容量，用VT來表示（單位：伏秒），即：VT = E×τ 。點(diǎn)擊閱讀>>

變壓器鐵芯的磁滯損耗，實(shí)際上就是流過變壓器初級線圈勵磁電流產(chǎn)生的磁場在鐵芯中產(chǎn)生的一部分能耗；但并不是所有勵磁電流的能量都轉(zhuǎn)化為磁滯損耗，其大部分勵磁電流產(chǎn)生或存儲的能量還是要轉(zhuǎn)化反電動勢輸出；那么如何測量單激式開關(guān)變壓器鐵芯磁滯損耗、以及其渦流損耗呢？

變壓器鐵芯的磁滯損耗，實(shí)際上就是流過變壓器初級線圈勵磁電流產(chǎn)生的磁場在鐵芯中產(chǎn)生的一部分能耗；但并不是所有勵磁電流的能量都轉(zhuǎn)化為磁滯損耗，其大部分勵磁電流產(chǎn)生或存儲的能量還是要轉(zhuǎn)化反電動勢輸出；那么如何測量單激式開關(guān)變壓器鐵芯磁滯損耗、以及其渦流損耗呢？

我們在《2-1-12．開關(guān)變壓器渦流損耗分析》章節(jié)中已經(jīng)求得，流過變壓器初級線圈中的勵磁電流為......

根據(jù)（2-60）式和（2-61）式以及圖2-20和圖2-21的分析結(jié)果，我們可以用圖2-26電路來測試單激式開關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗，以及勵磁電流反激輸出的功耗。其原理是，在變壓器初級線圈兩端加一方波電壓，然后測試流過變壓器初級線圈的電流以及反電動勢輸出功率Pr1.........點(diǎn)擊閱讀>>

任何變壓器都存在漏感，但開關(guān)變壓器的漏感對開關(guān)電源性能指標(biāo)的影響特別重要。由于開關(guān)變壓器漏感的存在，當(dāng)控制開關(guān)斷開的瞬間會產(chǎn)生反電動勢，容易把開關(guān)器件過壓擊穿；漏感還可以與電路中的分布電容以及變壓器線圈的分布電容組成振蕩回路，使電路產(chǎn)生振蕩并向外輻射電磁能量，造成電磁干擾。因此，分析漏感產(chǎn)生的原理和減少漏感的產(chǎn)生也是開關(guān)變壓器設(shè)計的重要內(nèi)容之一。

開關(guān)變壓器線圈之間存在漏感，是因?yàn)榫€圈之間存在漏磁通而產(chǎn)生的；因此，計算出線圈之間的漏磁通量就可以計算出漏感的數(shù)值。要計算變壓器線圈之間存在的漏磁通，首先是要知道兩個線圈之間的磁場分布。我們知道螺旋線圈中的磁場分布與兩塊極板中的電場分布有些相似之處，就是螺旋線圈中磁場強(qiáng)度分布是基本均勻的，并且磁場能量基本集中在螺旋線圈之中。另外，在計算螺旋線圈之內(nèi)或之外的磁場強(qiáng)度分布時，比較復(fù)雜的情況可用麥克斯韋定理或畢-沙定理，而比較簡單的情況可用安培環(huán)路定律或磁路的克希霍夫定律。

圖2-31是分析計算開關(guān)變壓器線圈之間漏感的原理圖。下面我們就用圖2-31來簡單分析開關(guān)變壓器線圈之間產(chǎn)生漏感的原理，并進(jìn)行一些比較簡單的計算。點(diǎn)擊閱讀>>