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下面我们举例来详细分析开关变压器伏秒容量的测量方法，以及通过对开关变压器伏秒容量的测量，验证开关变压器工作状态的合理性。
例1：电视机中使用的行扫描回扫开关变压器，简称高压包，其工作原理也属于反激式开关变压器，其初级线圈的电感量为6毫亨，工作电压一般为120V，正程扫描时间（脉冲宽度）为52 ，逆程扫描时间为12 。
检测它的伏秒容量是否设计得合理，或它是否工作于最佳工作状态。
为此，我们可以根据（2－150）式，先计算流过高压包初级线圈的最大电流Im，然后再求其极限电流Imax的值，即：测试时选用迭加电流的值。
把已知参数代入（2－150）式：根据上面分析，以及图2－55和图2－56，正常工作时，流过高压包初级线圈的最大电流Im 不应该超过极限电流值Imax的70％，由此，可以求得流过高压包初级线圈的极限电流Imax 为1．49 A 。
上面计算出来的极限电流Imax值，就是用来测试高压包初级线圈的迭加电流的数值。
根据图2－54，把电流源的电流设置为1．49 A，即：设置测试高压包初级线圈的迭加电流为1．49 A，然后测试高压包初级线圈的电感；如果测试结果Lx的数值等于或者大于初始电感L0的90％，则说明，高压包初级线圈的伏秒容量设计是合格的，即：高压包铁芯的磁感应强度基本工作于最佳状态范围之内；如果测试结果Lx小于初始电感L0的90％，则说明，高压包初级线圈的伏秒容量余量太小，不合格，即：高压包铁芯的磁感应强度工作于接近饱和区的范围之内，磁滞损耗以及涡流损耗都比较大，并且开关变压器容易出现磁饱和。
对于高压包或开关变压器除了测试伏秒容量的大小之外，还应该检测高压包或开关变压器初级线圈的漏感。
正常漏感的数值一般小于初级线圈电感量的2％，如果太大，则说明变压器铁芯留的气隙长度过大，或者开关变压器初、次级线圈的结构或绕线方法不合理。
这里顺便说明，采用图2－54测试时应该注意的地方。
图2－54中，隔离电感LT的大小要求是测试电感Lx数值的3倍以上，并且测量高压包初级线圈的初始电感值L0时，最好也要接入电路之中。
伏秒平衡原则:u(t)i(t)V+V-t1t2t0对稳定状态伏秒平衡原则: 在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值. V+V-ABV+V-AB面积A=面积B分析开关电源中电容和电感的几条原则:电容两端的电压不能突变(当电容足够大时,可认为其电压不变).电感中的电流不能突变(当电感足够大时,可认为其电流恒定不变).流经电容的电流平均值在一个开关周期内为零.电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡.恒流充电恒压储能两个有用的公式:C:L:Buck电路工作原理分析:VinVoDLIoSSULILVin-Vo-VoIo1-DT根据L的伏秒平衡原则:(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)TVo=Vin *DL*ΔIo=Vo *(1-D)TIs根据L在1-D时间的基本方程:ΔIo=Vo *(1-D)T/LBuck电路的输入输出关系:Vo/Vin = DBoost电路工作原理分析:VinVoLIoSSULILVinVo-VinD1-DT根据L的伏秒平衡原则:Vin*DT=(Vo-Vin)*(1-D)TVin *T=(1-D)TVoIsDVo=Vin/(1-D)IDIoVo/Vin =1/(1-D)Boost电路的输入输出关系:理想变压器的基本方程:理想变压器模型:变压器绕组完全耦合变压器无气隙且磁芯的导磁率μ无穷大I1N1u1u2I2电压基本方程:N2N1φ电流基本方程:理想变压器个绕组的电压与匝数成正比,且同名端具有相同极性;各绕组电流与匝数乘积之和为零,即电流的变比与匝比成反比,且极性相反(点进点出原则).实际变压器的分析方法:变压器绕组不是完全耦合I1I1N2N1φ1φ2LkLm2. 变压器有气隙或磁芯的导磁率μ有限I2Im当副边开路时I2=0Im即为原边电感Lm(副边不存在或开路时的电感)产生的电流,Lm称为激磁电感或励磁电感Φk可以认为是由原边串联的电感Lk产生,其大小为副边短路时原边所测得的电感量, Lk称为变压器的漏感.实际变压器的等效模型:理想变压器漏感Lk激磁电感Lm变压器的伏秒平衡原则: 在稳态工作过程中变压器绕组两端的正伏秒值等于负伏秒值.V+V-ABV+V-B面积A=面积B理想变压器的电路变换关系:u1u2I2n:1I1Ru1I1R'u2=I2Ru1=nu2I1=I2/nR'= u1/I1=(nu2)/(I2/n)=n2RPP功率n2CC电容n2Ln2RI/nnU原边等校值LRIU副边数值电感电阻电流电压Ns:Np=n:1正激变换器(Forward)工作原理分析: Io(Vin/n-Vo)DT=Vo(1-D)Tn:n:1VoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVin2VinTr根据电感的伏秒平衡:Vo=VinD/n根据变压器的伏秒平衡:VinDT=VinTrTr=DTTr< (1-D)TD<50%ΔIL根据电感的储能关系:LΔIL = (1-D)T*VoΔIL = (1-D)T*Vo/LIpIL正激变换器的输入输出关系:Vo=VinD/n反激变换器(Flyback)工作原理分析: IoVinVoGDVgsIDVdsD1-DTIpVLIoVin-nVoLmVinVin+nVo根据变压器的伏秒平衡:DImn:1反激变换器的输入输出关系:小结开关电源功率电路的五个基本元件:开关, 二极管, 电容, 电感, 变压器开关电源功率电路分析要点电容的电压不能突变, 电感的电流不能突变流经电容的电流平均值为零, 电感两端电压的平均值为零理想变压器电压与匝数成比且同名同极性, 电流与匝数成反比且点进点出电容恒流充电的公式为, 电感恒压储能的公式为变压器与电感的伏秒积必须平衡。
双激式开关变压器设计伏秒容量与初级线圈匝数计算双激式开关变压器是一种用于调节变压器输出的电子设备。
它具有两组线圈，即初级线圈和次级线圈。
通过改变初级线圈的匝数，可以改变变压器的输出电压。
为了正确设计双激式开关变压器，我们需要计算变压器的伏秒容量和初级线圈的匝数。
首先，我们来计算变压器的伏秒容量。
伏秒容量是变压器的重要指标，用来衡量变压器的能力。
它与变压器的功率直接相关。
伏秒容量的计算公式为：伏秒容量=Vp×Ip×T其中，Vp是变压器的初级电压，Ip是变压器的初级电流，T是变压器的工作周期。
要计算伏秒容量，我们需要先确定变压器的初级和次级电压。
假设我们需要设计一个变压器，其次级电压为Vs，次级电流为Is。
进一步假设变压器的工作周期为T，那么根据变压器的变压比，我们可以计算出初级电压和电流，即：Vp=K×VsIp=Is/K其中，K是变压器的变压比，等于Vs/Vp。
现在我们已经得到了Vp和Ip的数值，我们可以根据上述公式计算伏秒容量。
将Vp和Ip代入公式，我们得到：伏秒容量=Vp×Ip×T=(K×Vs)×(Is/K)×T=Vs×Is×T所以，伏秒容量等于次级电压乘以次级电流再乘以工作周期。
接下来，我们来计算初级线圈的匝数。
初级线圈的匝数与变压器的变压比和次级线圈的匝数直接相关。
变压比等于初级线圈的匝数除以次级线圈的匝数，即：K=Np/Ns其中，Np是初级线圈的匝数，Ns是次级线圈的匝数。
我们可以通过变压比来计算初级线圈的匝数，即：Np=K×Ns现在，我们已经计算出了双激式开关变压器的伏秒容量和初级线圈的匝数。
总结：伏秒容量是变压器的重要指标，用来衡量变压器的能力。
伏秒容量的计算公式为：伏秒容量=Vp×Ip×T，其中Vp是变压器的初级电压，Ip是变压器的初级电流，T是变压器的工作周期。
快来看看，开关变压器伏秒容量的意义及测量
本文主要讲了有关开关变压器伏秒容量的意义、开关变压器伏秒容量、开关变压器伏秒容量测量举例等内容，下面就随小编来看看吧。
一、开关变压器伏秒容量的意义
开关变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax参数，其实与晶体管的最大集电极电压BVceo参数一样重要。
在晶体管放大电路中，当晶体管集电极与发射极两端的电压超过最大集电极电压BVceo时，晶体管就会被击穿损坏。
同样，在开关电源中，当施加于开关变压器的伏秒容量（电压幅度与时间长度）超过极限伏秒容量VTmax时，开关变压器也要损坏，并且还会损坏电源开关管，及其它电路元件。
开关变压器伏秒容量的意义相当于图2-56中斜线为界的矩形面积，决定面积大小的两条边分别由开关变压器的工作电压（直流脉冲幅度）V和持续通电时间T（脉冲宽度）的乘积组成。
其极限伏秒容量VTmax相当于以Vmax 为一条边与τmax为另一条边所构成的面积，灰色区域部分相当于开关变压器正常工作时伏秒容量的面积。
不过这里还应强调指出，只要伏秒容量的面积没有超出极限伏秒容量的面积，V或T任何一条边分别都可以超出图2-56中所示的V或T边上的Vmax 和τmax的长度。
结合图2-55和图2-56，我们可以看出，使用开关变压器时，最好让流过开关变压器线圈的最大工作电流约等于图2-55中，或者让开关脉冲的宽度约等于。
当流过开关变压器线圈的最大工作电流等于图2-55中Ib 时，开关变压器。
下面是开关电源设计务必掌握的知识：1、开关变压器的伏秒容量2、变压器磁芯的磁化曲线3、开关变压器初级线圈匝数的计算4、开关变压器磁芯气隙的选取5、开关变压器的直流迭加特性希望从事开关电源设计的工程师对此感兴趣！1.概述伏秒容量是开关变压器的一个极其重要的参数，但很多人在设计开关变压器的时候都把这个重要参数忽视了。
很多人在设计开关变压器的时候，都是根据开关电源的工作频率和输出功率来计算开关变压器的初级线圈电感量，而在实际应用中，这种方法有很大的局限性，因为变压器铁心的导磁率并不是一个常数，它的初始导磁率和有效导磁率相差非常大，即变压器线圈的静态电感量和动态电感量相差很大。
如图1所示，图中，B为变压器铁心的初始磁化曲线，为导磁率变化曲线，为励磁电流。
另外，单端磁化开关电源变压器一般都需要留气隙，气隙的大小对变压器线圈的电感量影响非常大，因此，有人通过调整气隙的长度来调整变压器线圈的电感量，显然这中方法是错误的。
用这种方法设计出来的开关变压器，不是容易出现磁饱和就是初、次级线圈漏感过大，使开关管过流或过压损坏，并且还容易产生EMI干扰和降低工作效率。
1.1开关变压器的工作原理图2反激式开关电源变压器的工作原理图，由于反激式开关电源在开关接通期间，变压器只存储能量，不输出功率，因此，在开关接通期间，图2电路可以等效成图3电路。
在图3电路中，当开关接通时，电源E对电感L1进行充磁，并产生励磁电流i1，如果把L1看成是一个常数，则i1由下式表示：很多人就是根据（2）式和（3）式来确定开关变压器初级线圈的电感量的。
1.2开关变压器的磁化工作曲线由于变压器铁芯的导磁率与工作点有关，它不是一个常数，所以，图3中的电感也不是一个常量，它会随着磁化工作点不断改变，而磁化工作点则由脉冲宽度和消磁电流来决定。
开关变压器的消磁电流，主要是流过变压器次级线圈的电流，流过次级线圈的电流越大，磁回线的面积就越大，即剩磁就越小，变压器线圈存储的能量就越多。
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1-6-3-2．正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算主要从这几个方面来考虑。
一个是变压器初级线圈的匝数和伏秒容量，伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小；另一个是变压器初、次级线圈的匝数比，以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率。
关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析，这里只做比较简单的介绍。
1-6-3-2-1．正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算
图1-17中，当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两端，且变压器的所有次级线圈均开路时，流过变压器的电流只有励磁电流，变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流产生的。
当控制开关接通以后，励磁电流就会随时间增加而增加，变压器铁心中的磁通量也随时间增加而增加。
根据电磁感应定理：
e1 = L1di/dt = N1dф/dt = Ui —— K接通期间（1-92）
式中E1为变压器初级线圈产生的电动势，L1为变压器初级线圈的电感量，ф为变压器铁心中的磁通量，Ui为变压器初级线圈的输入电压。
其中磁通量ф还可以表示为：。
开关电源变压器参数详细讲解开关电源变压器是一种用于开关电源电路中的变压器，其主要功能是通过变换输入电压的大小和输出电压的大小来实现对电源的调节和稳定。
下面将详细讲解开关电源变压器的参数。
1. 输入电压（Vin）：开关电源变压器的输入电压是指供给变压器的电源电压。
在设计开关电源时，需要根据实际需求选择适当的输入电压，通常为220V或110V。
2. 输出电压（Vout）：开关电源变压器的输出电压是指通过变压器转换后得到的电源输出电压。
输出电压的大小取决于变压器的绕组比例和输入电压的大小。
3. 额定电压（Vrated）：开关电源变压器的额定电压是指其设计和制造时所能承受的最大电压。
超过额定电压的输入电压可能会导致变压器损坏或故障。
4. 额定功率（Prated）：开关电源变压器的额定功率是指其设计和制造时所能承受的最大功率。
超过额定功率的负载可能会导致变压器过热或损坏。
5. 绝缘电阻（Rins）：开关电源变压器的绝缘电阻是指变压器绕组之间的绝缘性能。
绝缘电阻越大，变压器的绝缘性能越好，能够有效防止漏电和电击等安全问题。
6. 频率（f）：开关电源变压器的频率是指输入电源的频率。
在中国，标准的电源频率为50Hz，而在其他国家和地区可能有不同的标准频率。
7. 效率（η）：开关电源变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
通常情况下，开关电源变压器的效率应尽可能高，以减少能量损耗和热量产生。
8. 温升（ΔT）：开关电源变压器的温升是指变压器在工作过程中产生的温度上升。
温升过高可能会导致变压器过热，甚至损坏。
9. 绝缘等级：开关电源变压器的绝缘等级是指变压器的绝缘性能，常用的绝缘等级有F、H等级。
绝缘等级越高，变压器的绝缘性能越好，能够更好地保护变压器和使用者的安全。
10. 尺寸和重量：开关电源变压器的尺寸和重量是指变压器的外形尺寸和重量。
在设计和选择开关电源变压器时，需要考虑变压器的尺寸和重量是否适合安装和使用的场所。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
开关电源变压器的伏秒容量与测量1>r2BHBHs图3Br1H1H2m1m2BBBs12abcdBB图3中,虚线B为变压器铁芯的初始磁化曲线,所谓的初始磁化曲线就是变压器铁芯还没有带磁,第一次使用时的磁化曲线,一旦变压器铁芯带上磁后,初始磁化曲线就不再存在了.因此,在开关变压器中,变压器铁芯的磁化一般都不是按初始磁化曲线来进行工作的,而是随着磁场强度增加和减少,磁感应强度将沿着磁化曲线ab和ba,或磁化曲线cd和dc,5来回变化.当磁场强度增加时,磁场强度对变压器铁芯进行充磁;当磁场强度减少时,磁场强度对变压器铁芯进行退磁.磁场强度由0增加到H1,对应的磁感应强度由Br1沿着磁化曲线ab增加到Bm1;而当磁场强度由H1下降到0时,对应的磁感应强度将由Bm1沿着磁化曲线ba下降到Br1.如果不考虑磁通的方向,磁通的变化量就是⊿B1 ,即磁通增量⊿B1 = Bm1-Br1.如果磁场强度进一步增大,由0增加到H2,则磁化曲线将沿着曲线cd和dc进行,对应产生的磁通增量⊿B2 = Bm2-Br2.由图3中可以看出,对应不同的磁场强度,即不同的励磁电流,磁通变化量也是不一样的,并且磁通变化量与磁场强度不是线性关系.图4是磁感应强度与磁场强度相互变化的函数曲线图.图4中,曲线B是磁感应强度与磁场强度对应变化的曲线;曲线μ为导磁率与磁场强度对应变化的曲线.其中:HBμ= (6)由图4中可以看出,导磁率最大的地方并不是磁感应强度或磁场强度最小或最大的地方,而是位于磁感应强度或磁场强度的某个中间值的地方.当导磁率达到最大值之后,导磁率将随着磁感应强度或磁场强度增大,而迅速下降;当导磁率下降到将要接近0的时候,我们就认为变压器铁芯已经开始饱和.如图中Bs和Hs.由于导磁率的变化范围太大,且容易饱和,因此,一般开关电源使用的开关变压器都要在变压器铁芯中间留气隙.图5-a) 是中间留有气隙变压器铁芯的原理图,图5-b) 是中间留有气隙的变压器铁芯的磁化曲线图,及计算变压器铁芯最佳气隙长度的原理图. 图5-b) 中,虚线是没留有气隙变压器铁芯的磁化曲线,实线是留有气隙变压器铁芯的磁化曲线;曲线b是留有气隙变压器铁芯的等效磁化曲线,其等效导磁率,即曲线的斜率为βtg;aμ是留有气隙变压器铁芯的平均导磁率;cμ是没留有气隙时变压器铁芯的导磁率.由图5可以看出,变压器铁芯的气隙长度留得越大,其平均导磁率就越小,而变压器铁芯就不容易饱和;但变压器铁芯的平均导磁率越小,变压器初,次级线圈之间的漏感就越大.因此,变压器铁芯气隙长度的设计是一个比较复杂的计算过程,并且还要根据开关电源的输出功率以及电压变化范围(占空比变化范围)综合考虑.不过我们可以通过对开关电源变压器伏秒容量的测量,同时检查变压器铁芯气隙长度留得是否合适.关于变压器铁芯气隙长度的设计,准备留待以后有机会再进行详细分析.6μμμμ顺便说明,图4中表示导磁率的μ的曲线也不是一成不变的,它受温度的影响非常大.由于变压器磁芯也是一种感量是受流过变压器线圈的直流分量调制的.如果我们把流过变压器线圈的最大电流Im与变压器铁芯的最大磁通密度Bm对应,那么,我们可以用图8来定义流过变压器线圈的最大电流Im和变压器铁芯的最大磁通密度Bm.100.9L0由于最大磁通密度Bm概念经常被使用,为了避免混淆,这里我们另外再定义两个新概念:一个为极限磁通密度Bmax,另一个为极限电流Imax.我们定义:当流过变压器初级线圈的电流I,使变压器初级线圈的电感L下降到初始电感L0的90%时,此时流变压器线圈的电流,我们称之为极限电流Imax,对应变压器铁芯中的磁通密度B,我们称之为极限磁通密度Bmax.任何一个带铁芯的电感线圈都可以用图7表示的测量方法,来测量电感线圈的初始电感11量L0和最大电感量Lmax,以及极限电流Imax.通过测量电感量,以及与其对应的极限电流值Imax,就可以计算出开关电源变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax.在开关变压器的使用过程中,任何时刻,都不能超出开关变压器的极限伏秒容量VTmax. 反过来,我们还可以在特定的情况下,比如:在工作电压最高,负载最重的情况下,先测量开关电源的占空比或输出电压的脉冲宽度τ,然后计算出变压器初级线圈电流的最大值Im,最后给最大值Im乘以一个安全系数K(K=1.43),其结果就是流过开关变压器初级线圈电流的极限值Imax,即用于测量开关变压器初级线圈电感Lx的迭加电流值. 由此可知,开关电源变压器(反激式)在任何情况下,其初级线圈的工作电流都不能超过图8中的Imax,对应的磁通密度也不能超过图8中的Bmax.由前面(1)式:e1 = L1dtdi= N1dtdφ= E —— K接通期间 (1)可以求得:==ttdtEdtLei01011 —— K接通期间 (7)即:11VLTLEIm==τ (8)或1VLITm×= (9)以及9.0max9.0maxVLTLEIm==τ (10)或9.0maxmaxVLIT×= (11)上面(8)式是用来计算开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈电流的公式,式中mI流开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈电流的最大值,即:开关接通后,持续时间等于τ时,流过变压器初级线圈或储能电感线圈电流的瞬时值;E为开关电源的工作电压,V为加于变压器初级线圈两端的输入电压(直流脉冲电压),L1为变压器初级线圈电感量.(9)式是用来计算开关电源变压器或储能电感线圈伏秒容量VT的公式.与(8)式和(9)式对应.(10)式是用来计算开关电源变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax的公式.式中:VTmax变压器或电感线圈或储能电感线圈的极限伏秒容量,V为加于开关电源变压器初级线圈两端直流脉冲的幅度(单位:伏),Tmax为加于开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈两端直流脉冲的极限时间(宽度,单位:秒);Imax就是根据图7对开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈电感Lx进行测试时的极限迭加电流,即:当迭加电流I增加,使开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈的测量电感Lx等于初始电感量0L的0.9倍时,流过开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈的迭加电流值.也可以把Imax看成是流过开关电源变压器初级线圈或储能电感线圈的极限电流值,此电流可以采用图7和图8定义的方法来测量;9.0L为变压器初级线圈或储能电感线圈初始电感0L下降到90%时的值.这里顺便说明,mI与Imax,VTm与VTmax在性质上基本相同,只是后者用max来表示它是前者的极限值.三,开关变压器伏秒容量的意义开关电源变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax参数,其实与晶体管的最大集电极电压BVceo参数一样重要.在晶体管放大电路中,当晶体管集电极与发射极两端的电压超过最大集电极电压BVceo,晶体管就会被击穿损坏.同样,在开关电源中,当施加于开关电源变压器的伏秒容量(电压幅度与时间长度)超过极限伏秒容量VTmax时,开关电源变压器也要损坏,并且还会损坏电源开关管,及其它电路.开关变压器伏秒容量的意义相当于图9中矩形的面积,面积的两条边分别由开关变压器的工作电压(直流脉冲幅度)V和通电持续时间T(脉冲宽度)的乘积组成.其极限伏秒容量相当于黄色区域部分的面积,绿色区域部分相当于开关变压器正常工作时伏秒容量的面积.不过这里还应强调指出,只要伏秒容量的面积没有超出极限伏秒容量的面积,V 或T任何一条边分别都可以超出图9中所示的,V或T边上的长度.结合图8和图9,我们可以看出,使用开关变压器时,最好让流过开关变压器线圈的最大工作电流约等于图8中bI,或者让开关脉冲的宽度约等于bτ.13V图9工作区安全区安全区maxτbτmaxVbV危险区危险区当流过开关变压器线圈的最大工作电流等于图8中bI时,变压器线圈的电感量为最大值maxL;在此种情况下,变压器的工作效率最高,因为,此时变压器铁芯损耗与变压器线圈损耗的乘积最小(磁滞损耗与励磁电流的大小成正比,涡流损耗与磁通密度增量的平方成正比;铜阻的损耗与导线的长度成正比);并且,变压器的伏秒容量VTb与极限伏秒容量VTmax还有很大的安全距离.目前,一般开关电源变压器还都大量选用铁氧体磁芯,这种铁氧体磁芯的磁饱和磁通密度Bs一般为4500～5000高斯,因此,由图8可以看出,开关电源变压器铁芯的最佳磁通密度Bb大约为磁饱和磁通密度Bs的一半左右,即:Bb = 2300～2500高斯.因此,当使用(4)式对变压器初级线圈进行计算的时候,公式中最大磁通密度Bm的取值,最好不要超过2500高斯.由于开关电源变压器铁芯磁饱和磁通密度Bs参数的分散性,用什么方法,我们才能知道开关电源变压器的铁芯正好就工作于最佳磁通密度Bb的位置上呢或者我们拿到一个开关电源变压器,到底应该取多大的脉冲宽度,以及占空比,或者工作频率,才合理呢这个必须通过对开关电源变压器伏秒容量的测量,才能最后作出决定,同时还可以检查变压器铁芯气隙长度留得是否合适.下面我们通过对开关电源变压器伏秒容量进行测量的例子,进一步分析伏秒容量的实用意义.14四,开关变压器伏秒容量测量举例上面我们已经分析开关变压器伏秒容量的意义和测量方法,下面我们再进一步举例来详细分析开关变压器伏秒容量的测量方法,以及通过对开关变压器伏秒容量的测量,验证开关变压器工作状态的合理性.例1:电视机中使用的行扫描回扫变压器,简称高压包,其工作原理也属于反激式开关电源变压器,其初级线圈的电感量为6毫亨,工作电压一般为120V,正程扫描时间(脉冲宽度)τ为52uS,逆程扫描时间为12uS.检测它的伏秒容量是否设计得合理,或是否工作与最佳工作状态.此,我们可以根据(8)式,先计算流过高压包初级线圈的最大电流Im,然后再求其极限电流Imax的值,即:测试时选用迭加电流的值.把已知参数代入(8)式:11VLTLEIm==τ (8)即:A 04.11052106120V631=××==--τLEIm (12)根据上面分析,以及图8和图9,正常工作时,流过高压包初级线圈的最大电流Im 不应该超过极限电流值Imax的70%,由此,可以求得流过高压包初级线圈的极限电流Imax1.49 A .上面计算出来的极限电流Imax值,就是用来测试高压包初级线圈的迭加电流的数值.根据图7,把电流源的电流设置为1.49 A,即:设置测试高压包初级线圈的迭加电流为1.49A,然后测试高压包初级线圈的电感;如果测试结果Lx的数值等于或者大于初始电感L0的90%,则说明,高压包初级线圈的伏秒容量设计是合格的,即:高压包铁芯的磁通密度基本工作于最佳状态范围之内;如果测试结果Lx小于初始电感L0的90%,则说明,高压包初级线圈的伏秒容量余量太小,不合格,即:高压包铁芯的磁通密度工作于接近饱和区的范围之内,磁滞损耗以及涡流损耗比较大,并且变压器容易出现磁饱和.对于高压包除了测试伏秒容量的大小之外,还应该检测变压器初级线圈的漏感.正常漏感的数值一般小于初级线圈电感量的2%,如果太大,则说明铁芯留的气隙长度过大,或者变压器初,次级线圈的绕线方法或结构不合理.这里顺便说明,采用图7测试时应该注意的地方.图7中,隔离电感LT的数值要求是测试电感Lx数值的3倍以上,并且测量高压包初级线圈的初始电感值L0时,最好也要接入电路之中.这里,隔离电感LT可选取20毫亨以上的矽钢片直流电感,电感的铁芯要留有气15;流电源可用一个稳压电源与一个大功率电阻串联代替,如图10,或用一个稳压电源与一个大功率晶体放大器串联来代替,如图11.图10LXMERLT在图10中,E为稳压电源,R为大功率电阻,阻值范围在1～10欧姆比较合适,阻值太大损耗功率会很大;调节稳压电源的电压输出,就可以调节迭加电流的大小. 在图11中,E为稳压电源,Rx为可调电阻,Q为晶体管大功率放大器(必须带散热片);调节稳压电源的电压输出,或改变可变电阻的阻值,就可以改变迭加电流的大小,但晶体管大功率放大器集电极与发射极之间的电压降不要大于10V,否则,晶体管大功率放大器的损16耗将很大.一般稳压电源都有电流输出指示,所以在测试电路中不需要另外安装电流表.这里特别指出,在测试高压包初级线圈的初始电感L0的时候,高压包的铁芯必须要退磁,否则,测试结果将不准确.一般带有磁性的开关变压器初级线圈的电感量,要略大于没带磁性开关变压器初级线圈的电感量.高压包退磁的方法请参考图13和图14,以及说明.另外,迭加电流Imax的值一般是正常工作时流过高压包初级线圈电流(平均值或有效值)的好几倍.例如:上例测试的高压包,正常工作时,其平均电流Ip大约才有0.42 A,但迭加电流Imax的值为1.49 A ;由此求得,迭加电流Imax的值是正常工作时平均电流的3.5倍.一般高压包初级线圈漆包线的电流密度都小于3A/mm2 ,从而可求得,流过高压包初级线圈漆包线迭加电流的最大电流密度为10.5 A/mm2 .因此,通过对高压包初级线圈伏秒容量的检查,同时也是对高压包初级线圈的线径进行检查.一般漆包线在40度温升的情况下,其最大电流密度大约在13A/mm2左右(直流),因此,通过测量高压包线圈的温升就可以知道高压包线圈的设计是否合理.这里顺便介绍一下电流平均值Ip的求法,以及其与最大电流Im和极限电流Imax的关系.图12是电流平均值Ip与最大电流Im和极限电流Imax之间的关系图.I图122τ1τmaxImIPI1PIτxτt图12中,Ip为流过高压包初级线圈的平均电流,1τpI为正程扫描期间,流过高压包初级线圈的平均电流;mI为正程扫描期间,流过高压包初级线圈的最大电流;maxI 为正程扫描期间,流过高压包初级线圈的极限电流;1τ为正程扫描时间(52uS),2τ为逆程扫描时17间(12uS),xτ为极限正程扫描时间.例2:电视机开关电源一般都是脉冲调宽式反激式开关电源,它有两种工作方式:一种是脉冲调宽兼调频工作方式;另一种工作方式是工作频率不变,只对脉冲宽度进行调制.前一种工作方式多在自激式开关电源中使用,后一种工作方式多在由计师设计电路的参数是否合理.这里还需特别指出,在测试开关变压器初级线圈的初始电感L0的时候,开关变压器的铁芯必须要退磁,否则,测试结果将不准确.一般带有磁性的开关变压器初级线圈的电感量,要略大于没带磁性开关变压器初级线圈的电感量.开关变压器退磁的方法请参考图13和图14,以及说明.六,开关变压器的消磁方法任何铁磁材料被磁化后都会带磁,开关电源变压器铁芯也不例外,只不过由于开关电源变压器铁芯选用的是软磁材料,其剩磁的磁场强度相对于磁性材料来说比较低罢了.开关电源变压器退磁的最好方法是让变压器初级线圈在非常短的时间内通过一个幅度3～5倍Imax(极限电流)的阻尼振荡电流.因此,可用一个20～40欧姆的消磁热敏电阻(可用两个消磁热敏电阻串联)与高压包初级线圈串联,然后接到110～220V/50Hz交流电源上,大约需要20多秒钟,待消磁热敏电阻完全加热后,即可达到退磁的目的,如图13所示.在图13中,RT为热敏电阻,Lx为开关电源变压器的初级线圈.对于小功率开关电源变压器,由于容许流过变压器初级线圈的电流比较小,因此,在消磁电路中需要采取限流措施.具体方法是,先用一个零点几法拉的。
