開關(guān)變壓器漏感分析

1、開關(guān)變壓器第一講 變壓器基本概念與工作原理現(xiàn)代電子設(shè)備對電源的工作效率、體積以及安全要求等技術(shù)性能指標越來越高，在開關(guān)電源中決定這些技術(shù)性能指標的諸多因素中，基本上都與開關(guān)變壓器的技術(shù)指標有關(guān)。開關(guān)電源變壓器是開關(guān)電源中的關(guān)鍵器件，因此，在這一節(jié)中我們將非常詳細地對與開關(guān)電源變壓器相關(guān)的諸多技術(shù)參數(shù)進行理論分析。 在分析開關(guān)變壓器的工作原理的時候，必然會涉及磁場強度 H 和磁感應(yīng)強度 B 以及磁通量等概念，為此，這里我們首先簡單介紹它們

2、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?，F(xiàn)代磁學研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。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。因為每一個微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個

3、單位微電流稱為一個磁偶極子。因此，磁場強度的大小與磁偶極子的分布有關(guān)。在宏觀條件下，磁場強度可以定義為空間某處磁場的大小。我們知道，電場強度的概念是用單位電荷在電場中所產(chǎn)生的作用力來定義的，而在磁場中就很難找到一個類似于“單位電荷”或“單位磁場”的帶磁物質(zhì)來定義磁場強度，為此，電場強度的定義只好借用流過單位長度導體電流的概念來定義磁場強度，但這個概念本應(yīng)該是用來定義電磁感應(yīng)強度的，因為電磁場是可以互相產(chǎn)生感應(yīng)的。幸好，電磁感應(yīng)強度不但與

4、流過單位長度導體的電流大小相關(guān)，而且還與介質(zhì)的屬性有關(guān)。所以，電磁感應(yīng)強度可以在磁場強度的基礎(chǔ)上再乘以一個代表介質(zhì)屬性的系數(shù)來表示。這個代表介質(zhì)屬性的系數(shù)人們把它稱為導磁率。在電磁場理論中，磁場強度 H 的定義為：在真空中垂直于磁場方向的通電直導線，受到的磁場的作用力 F 跟電流 I 和導線長度 的乘（2-3）式中，磁通密度 B 的單位為特斯拉（T），磁通量的單位為韋伯（Wb），面積的單位為平方米（m2）。如果磁通密度 B 用高斯（Gs

5、）為單位，則磁通量的單位為麥克斯韋（Mx），面積的單位為平方厘米（cm2）。其中，1特斯拉等于 10000 高斯（1T = 104Gs），1 韋伯等于 10000 麥克斯韋（1Wb = 104Mx）。 電磁感應(yīng)強度除了可以稱為磁感應(yīng)強度、磁通密度外，很多人還把它稱為磁感密度。至此，已經(jīng)說明，電磁感應(yīng)強度 B、磁感應(yīng)強度 B、磁通密度 B、磁感應(yīng)密度 B 等，在概念上是完全可以通用的。順便說明，在其它書上有人把磁感應(yīng)強度 B 的定義為：B

6、 = (H+M)，其中 H 和 M 分別是磁化強度和磁場強度，而 是真空導磁率。為了簡單，我們不準備引入太多的其它概念，如有特別需要，可通過（2-2）式的定義來與其它概念進行轉(zhuǎn)換。這里還需要強調(diào)指出，用來代表介質(zhì)屬性的導磁率并不是一個常數(shù)，而是一個非線性函數(shù)，它不但與介質(zhì)以及磁場強度有關(guān)，而且與溫度還有關(guān)。因此，導磁率所定義的并不是一個簡單的系數(shù)，而是人們正在利用它來掩蓋住人類至今還沒有完全揭示的，磁場強度與電磁感應(yīng)強度之間的內(nèi)在關(guān)系。

7、不過為了簡單，當我們對磁場強度與電磁感應(yīng)強度進行分析的時候，還是可以把導磁率當成一個常數(shù)來看待，或者取它的平均值或有效值來進行計算。開關(guān)變壓器一般都是工作于開關(guān)狀態(tài)；當輸入電壓為直流脈沖電壓時，稱為單極性脈沖輸入，如單激式變壓器開關(guān)電源；當輸入電壓為交流脈沖電壓時，稱為雙極性脈沖輸入，如雙激式變壓器開關(guān)電源；因此，開關(guān)變壓器也可以稱為脈沖變壓器，因為其輸入電壓是一序列脈沖；不過要真正較量起來的時候，開關(guān)變壓器與脈沖變壓器在工作原理上還是