開(kāi)關(guān)變壓器漏感分析

1、開(kāi)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(duì)電源的工作效率、體積以及安全要求等技術(shù)性能指標(biāo)越來(lái)越高，在開(kāi)關(guān)電源中決定這些技術(shù)性能指標(biāo)的諸多因素中，基本上都與開(kāi)關(guān)變壓器的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)。開(kāi)關(guān)電源變壓器是開(kāi)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(xì)地對(duì)與開(kāi)關(guān)電源變壓器相關(guān)的諸多技術(shù)參數(shù)進(jìn)行理論分析。 在分析開(kāi)關(guān)變壓器的工作原理的時(shí)候，必然會(huì)涉及磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 以及磁通量等概念，為此，這里我們首先簡(jiǎn)單介紹它們

2、的定義和概念。在自然界中無(wú)處不存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)，在帶電物體的周?chē)厝粫?huì)存在電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，周?chē)奈矬w都會(huì)感應(yīng)帶電；同樣在帶磁物體的周?chē)厝粫?huì)存在磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的作用下，周?chē)奈矬w也都會(huì)被感應(yīng)產(chǎn)生磁通?，F(xiàn)代磁學(xué)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(yùn)動(dòng)形成的微電流，亦稱(chēng)分子電流，這些微電流的集合效應(yīng)使得材料對(duì)外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因?yàn)槊恳粋€(gè)微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個(gè)

3、單位微電流稱(chēng)為一個(gè)磁偶極子。因此，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小與磁偶極子的分布有關(guān)。在宏觀條件下，磁場(chǎng)強(qiáng)度可以定義為空間某處磁場(chǎng)的大小。我們知道，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是用單位電荷在電場(chǎng)中所產(chǎn)生的作用力來(lái)定義的，而在磁場(chǎng)中就很難找到一個(gè)類(lèi)似于“單位電荷”或“單位磁場(chǎng)”的帶磁物質(zhì)來(lái)定義磁場(chǎng)強(qiáng)度，為此，電場(chǎng)強(qiáng)度的定義只好借用流過(guò)單位長(zhǎng)度導(dǎo)體電流的概念來(lái)定義磁場(chǎng)強(qiáng)度，但這個(gè)概念本應(yīng)該是用來(lái)定義電磁感應(yīng)強(qiáng)度的，因?yàn)殡姶艌?chǎng)是可以互相產(chǎn)生感應(yīng)的。幸好，電磁感應(yīng)強(qiáng)度不但與

4、流過(guò)單位長(zhǎng)度導(dǎo)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(qiáng)度可以在磁場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上再乘以一個(gè)代表介質(zhì)屬性的系數(shù)來(lái)表示。這個(gè)代表介質(zhì)屬性的系數(shù)人們把它稱(chēng)為導(dǎo)磁率。在電磁場(chǎng)理論中，磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 的定義為：在真空中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場(chǎng)的作用力 F 跟電流 I 和導(dǎo)線長(zhǎng)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(qiáng)度除了可以稱(chēng)為磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通密度外，很多人還把它稱(chēng)為磁感密度。至此，已經(jīng)說(shuō)明，電磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、磁感應(yīng)強(qiáng)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(shuō)明，在其它書(shū)上有人把磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的定義為：B

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

7、不過(guò)為了簡(jiǎn)單，當(dāng)我們對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度與電磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行分析的時(shí)候，還是可以把導(dǎo)磁率當(dāng)成一個(gè)常數(shù)來(lái)看待，或者取它的平均值或有效值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。開(kāi)關(guān)變壓器一般都是工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓為直流脈沖電壓時(shí)，稱(chēng)為單極性脈沖輸入，如單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；當(dāng)輸入電壓為交流脈沖電壓時(shí)，稱(chēng)為雙極性脈沖輸入，如雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；因此，開(kāi)關(guān)變壓器也可以稱(chēng)為脈沖變壓器，因?yàn)槠漭斎腚妷菏且恍蛄忻}沖；不過(guò)要真正較量起來(lái)的時(shí)候，開(kāi)關(guān)變壓器與脈沖變壓器在工作原理上還是