最新开关电源中磁性元器件磁元件思考题

消除电源中的变压器和电感等磁性元器件困惑对基础定理和概念的透彻理解是我们逐步消去疑云的最好法宝，下面我们就来验证这句话吧，耐心看完，必有帮助！1、磁场电流产生磁场-H，这是基本的自然现象，也是我们电源中磁性元器件设计应用的基础。

这里我们先不量化磁场，因为我们希望在实际电源磁性元器件设计中，我们能通过直观的方式简化它，专攻我们涉及到的磁场，把复杂问题简单化。

2、怎样认识材料的磁导率看不见摸不着的空气也是一种磁性材料介质，只不过导磁比较弱罢了，所以磁性材料是广泛而存在的。

（1）怎样理解磁导率，它的含义是什么？你想过吗？假如我们不用导磁良好的磁性材料，当你需要绕制一个电感，在以空气为介质的情况下，你会得到一个空心电感，但当你测量电感量时，你会惊讶地发现，电感量远远达不到你的设计值，这是因为以空气或真空这类弱导磁材料的磁导率μ实在是太低了，磁场感应遇到了巨大的阻力，没法给你想要的电感量。

电感本质是什么，还不是表征产生磁场或磁感应强度的能力嘛类比电学中的电导率σ在电学中，我们衡量某种物质的导电性质时，常用电导率σ去衡量（σ=1/ρ，ρ是材料的电阻率），电导率越大，意味着这种材料导电性越好，这个参数是材料本身的特性，单位是“西门子/米-s/m”，比如铜和铝导体分别对应着不同的电导率。

真空中的磁导率μ0国际单位制下真空磁导率如下：这个只是真实的真空磁导率测量值，表征真空这种材料介质的导磁特性，也就是真空的属性，是自身的。

不仅真空如此，任何材料的磁导率都是自身的属性，正如铜、铝等导体的电导率一样。

真空磁导率μ0单位或量纲的含义单位H/m，中文是“亨/米”，其含义是单位长度的真空距离上，对应这段长度的真空电感量是4*3.14159*10-7亨-H设计中由于“亨-H”这个单位太大了，这里也可以表示为纳亨-nH，也就是大约12nH/cm。

常用单位的还有毫亨-mH和微亨-uH。

※在这里，你会不会想到，有些文献在衡量一截导线时，尤其是我们使用的示波器，某些厂家会给出地线夹对应的电感量，通常会给10nH/cm这个值，也是接近我们真空磁导率这个值的。

新型高频开关电源磁元件及变压器设计新型高频开关电源磁元件及变压器设计与应用第一部分: 基本磁路理论1、麦克斯韦电磁场基础理论2、磁心材料的组成及基本参数3、磁路的计算4、磁元件的串联磁路计算，等效带气隙扼流圈的设计原理5、磁元件的并联磁路计算，双绕组耦合磁元件的设计原理第二部分：开关电源中电感扼流圈的设计方法1、开关电源基本拓扑的磁元件设计与计算2、铁氧体材料的磁元件设计与计算1）、铁氧体材料的性能和选择方法2）、磁元件绕组的设计方法和计算3、带气隙的电感元件设计1）、气隙大小的计算2）、气隙对磁元件的影响4、铁粉心材料的磁元件设计1）、铁粉心材料的性能和组成2）、铁粉心磁元件的性能和设计要点5、铁硅铝材料的磁元件设计1）、铁硅铝材料的性能和组成2）、铁硅铝元件的设计方法和要点6、扼流圈的设计,带有大直流偏置的电感器的饱和原因。

各种磁心材料设计电感扼流圈的设计方法第三部分：开关电源中变压器的设计方法1、高频变压器的原理与模型2、实际变压器中的分布寄生参数对开关电源的影响3、实际变压器中的分布寄生参数4、实际变压器的分布寄生参数对开关电源EMI的影响5、开关变压器的漏感评估6、开关电源变压器的磁心材料的选择方法7、开关变压器的导线选择1）、开关变压器绕组的高频效应2）、开关变压器绕组高频交流电阻的计算模型3）、开关变压器绕组高频交流电阻的计算方法8、开关变压器的设计实例9、开关变压器中屏蔽层的加载方法10、反激开关变压器的设计与计算1)、反激开关变压器磁心的选择2）、反激开关变压器绕组特性的分析和设计方法3）、反激开关变压器工作模式的分析与变压器设计的关系4）、反激开关变压器与开关变压器的异同11、高频变压器的数学模型，寄生参数。

了解高频变压器的磁路计算。

12、高频变压器的参数设计，计算，磁心尺寸的选择，磁心材料的性能，及磁场参数对高频变压器的影响。

13、高频变压器绕组的设计计算，绕组结构对变压器参数的影响。

磁性元器件思考题1. 有一根导线直径d ＝1cm ，置于空气中，流过电流5安培，请问在垂直于导线的平面上，距离导线中心5cm 圆周上，磁场强度H =？B =?（分别用MKS 和CGS 表示）？标出磁场强度方向。

以导线中心为圆心的直径0.5cm 处磁场强度H=?2. 环尺寸如题图2(b)，左边线圈流入2A 电流，右边线圈流入1A电流（题图2(a)），磁导率μr =1000。

请问磁芯中磁场强度H =?,磁感应强度B=?3. 题图1与导线同心放置一个磁导率μr =1000的磁环。

环的内径d =4cm,外径D =6cm,高h =1cm 。

请问磁芯中H ＝? B =? φ=?(分别用MKS 和CGS 单位表示)4. 有一个磁环如题图2(b)，不知道其磁导率是多少。

磁环尺寸内径d =4cm,外径D =6cm, 高h =1cm 。

在环上绕了20匝线圈，测量得到电感量为10μH ，请求出磁环材料的相对磁导率和绝对磁导率。

在CGS 中磁导率是多少？如果给20匝线圈流过0.5A电流，线圈的总磁链是多少？5. 一个磁环的相对磁导率为3000,外径、内径和高分别为38.1mm 、25.4mm 和19.05mm 。

求40匝线圈的电感量。

6. 证明一个气隙磁芯电感的气隙长度δ与磁路长度l c 之比为 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c c c H l NiB l 0μδ 7. 一个变压器上有3个线圈，测得一个变压器上两个线圈的电感分别为L 1=0.2mH 、L 2=50μH ，L 3=2μH 。

L 3的匝数为3匝,请问L 1 、L 2 的匝数为多少？将L 1与L 2串联测量总电感，L 1再颠倒一次与L 2串联测量一次，分别测得电感量为435μH 和50μH,请问两个线圈之间的互感M ＝？耦合系数k =?8. 能否列举两种以上判断同名端的方法。

请说出判断方法的原理。

9. 请证明两个耦合线圈并联等效电感公式（2-17）。

10. 如果一个变压器不知道初级和次级匝数。

开关电源中磁集成技术的应用研究开关电源是一种将电能转换为其他形式的电源装置，其主要由输入滤波电路、整流滤波电路、能量存储、开关器件和输出电路等部分组成。

磁集成技术是指将传统电气元件与磁性元件结合在一起的一种综合技术。

本文将探讨磁集成技术在开关电源中的应用，并对其进行研究。

首先，磁集成技术在开关电源中的应用主要包括磁性元件的设计与制造、磁性元件的特性研究和磁性元件的性能测试等。

在开关电源中，磁性元件主要包括电感器和变压器。

磁集成技术可以通过在传统电感器和变压器的结构中引入新的材料、新的设计和新的制造工艺等手段，提高磁性元件的性能，从而提高整个开关电源系统的效率和稳定性。

其次，磁集成技术可以用于提高开关电源的功率密度。

由于磁性元件在开关电源中起到存储和传输能量的作用，其体积和重量对整个电源系统的功率密度具有很大的影响。

因此，通过磁集成技术可以优化磁性元件的结构，减小其体积和重量，从而提高开关电源的功率密度，使其适应更多应用场景。

此外，磁集成技术还可以提高开关电源的抗干扰性能。

在实际应用中，开关电源往往会遇到来自外部的干扰信号，如电磁干扰和噪声等。

这些干扰信号会对电源系统的正常工作产生不利影响。

通过磁集成技术可以将磁性元件与其他电路元件进行密切耦合，从而实现对干扰信号的屏蔽和隔离，提高开关电源的抗干扰性能。

最后，磁集成技术还可以用于提高开关电源的可靠性和稳定性。

在开关电源中，磁性元件是系统中主要的能量存储和传输部件，其工作状态直接影响整个系统的工作性能。

通过磁集成技术可以优化磁性元件的结构和材料选择，减小元件内部的损耗和热效应，提高磁性元件的可靠性和稳定性，从而保证开关电源系统的长期稳定运行。

综上所述，磁集成技术在开关电源中具有重要的应用价值。

通过研究和应用磁集成技术，可以提高开关电源的效率、功率密度、抗干扰性能、可靠性和稳定性等方面的指标。

未来随着磁集成技术的不断发展和创新，相信其将在开关电源领域发挥更大的作用，推动整个开关电源技术的进步和发展。

开关电源磁性元件磁心选择的计算-AP 值法1 前言开关电源以其体积小，重量轻，效率高，控制灵活可靠等优点成为现代广泛应用的电力变换装置。

开关电源磁性元件，如开关变压器和谐振电感等，是开关电源的核心组成部分之一。

设计合理、可靠的磁性元件，是设计性能优良的开关电源的基础。

所谓合理、可靠的磁性元件，就是在满足元件功能的情况下，能够长期安全工作，温升在允许的范围内，而且体积小，重量轻，材料节省。

磁性元件设计的关键，是选取合理的磁心。

因为磁性元件的主要部分就是磁心和线圈，一旦磁心确定，线圈也就基本确定了。

只有选取了适当的磁心，才能设计出合理、可靠的磁性元件。

选取磁心的算法有多种，如查表法[1] 、磁心结构常数法( Y 值法) [2] 等。

而AP 法是理论比较严密，磁心参数查找比较便利的一种方法。

2 选择开关电源磁性元件磁心的材料、结构和必备的计算参数2.1 材料变压器磁心选用高磁导率软磁材料制造，以减少磁滞损耗与磁心体积，提高励磁效率。

几种常用磁心材料的磁导率和适用频率范围可以用图1[3] 粗略描述。

从图中可以看出，适用于开关电源工作频率段的磁心材料主要有铁氧体、铁粉磁心等。

其中，尤以Mn-Zn 铁氧体综合特性最好，因此使用最广泛。

2.2 铁氧体磁心结构和应用铁氧体磁心已经形成系列标准结构与尺寸，规格品种繁多，常用的铁氧体磁心结构和形状有EE型、ETD ( EC)型、El型、U型、罐型、环型等，外形结构如图2<1 ) EE 型特点：窗口大，散热好；结构规则，便于组合使用。

缺点是电磁屏蔽性能差、干扰大。

适用：较大功率开关电源变压器、电感，驱动变压器，脉冲变压器；2 ) ETD (EC)型特点：窗口大，散热好；磁心截面积大，绕线匝数少，长度短，漏感小，铜损小。

适用：较大功率开关电源变压器、电感，扼流圈，更适合高频使用。

3 )El 型特点：与EE 相似。

适用：开关电源变压器，驱动变压器，脉冲变压器。

4 )U 型磁心特点：窗口面积大，适用于大功率型变压器或高压型变压器。

1.电磁铁（1）定义: 电磁铁是一种内部插有铁芯旳螺线管。

（2）构造: /2.判断电磁铁磁性旳强弱（转换法）: 根据电磁铁吸引大头针旳数目旳多少来判断电磁铁磁性旳强弱。

3.影响电磁铁磁性强弱旳原因（控制变量法）: ①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数旳多少结论（1）: 在电磁铁线圈匝数相似时, 电流越大, 电磁铁旳磁性越强。

结论（2）：电磁铁旳磁性强弱跟有无铁芯有关, 有铁芯旳磁性越强。

结论（3）：当通过电磁铁旳电流相似时, 电磁铁旳线圈匝数越多, 磁性越强。

4.电磁铁旳长处（1）电磁铁磁性有无, 可由电流旳有无来控制。

（2）电磁铁磁性强弱, 可由电流大小和线圈匝数旳多少来控制。

（3）电磁铁旳磁性可由电流方向来变化。

5.电磁铁旳应用: 电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等五、电磁继电器扬声器（1）构造: 电磁继电器是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）构成。

（2）工作原理：当开关S1闭合时, 电磁铁通电时产生磁性, 把衔铁吸下, 开关S旳触电接通, 电路中有电流通过, 电动机便转动起来。

（3）结论: 电磁继电器就是运用电磁铁控制工作电路通断旳开关。

（4）用电磁继电器控制电路旳好处: 用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。

2.应用（1）水位自动报警装置: 工作原理——水位没有抵达金属块A时, 电磁铁不通电无磁性, 绿灯亮, 显示水位正常；当水位抵达金属块A时, 电磁铁通电有磁性, 将衔铁吸下来, 红灯亮, 表达水位不正常。

（2）温度自动报警装置: 工作原理——温度升高时, 水银面上升, 当水银面上升到与金属丝接触时, 电磁铁线圈中有电流通过, 产生磁性吸引衔铁, 工作电路就形成了一种回路, 电铃就响起来了。

（3）电铃1.电磁铁旳N、S极以及它周围旳磁场方向是由决定旳, 便于人工控制。

2.电磁铁旳磁性强弱与和有关。

3.通电螺线管插入铁芯后, 它旳会明显增强。

4、电磁铁/应用在生活、生产旳方方面面: 一种应用是对铁质物体有力旳作用,如等；另一种应用是产生强磁场,如等。

磁性元件在开关电源中作用
磁性元件在开关电源变化中是必需的器件，广泛用于高频振荡变压器、低通滤波电感、电源输出平波电抗器，还有有源功率因数校正升压电感，所有这些作用功能，对变换器的性能质量起着至关重要的作用。

当磁心用于变压器时，它起的的作用如下：
1. 电磁耦合。

传递电能，有了磁心，电能传输畅通。

2. 实施电气隔离。

变压器的一次电压和二次电压是不同电位的电压，有了它，保证变压器在变换电路中的安全，起着高低电压隔离的目的。

3. 按使用需要，改变变压器电压比，达到电压升降。

4. 由于磁性元件作用，变压器二次大电流整流经过移相，使二次电流输出纹波电压减小。

抑制尖峰电压，保护开关管免受冲击电流而损坏。

所以常说，磁性变压器有限流作用。

5. 开关电源的电子开关，通过充电放电向变压器二次侧不停地传输电能，在这过程中时由于它具有储能，才能释能，储能的大小与磁性元件的饱和磁感应强度以及初始磁导率成正比。

另外，由于变压器的一次和二次侧存在电感，很方便地与电路电容构成谐振，谐振波一方面传递电能，改变电流或电压的方向。

但是磁性元件的工况性能是不易完全掌握的，它不像其他电子元器件那样容易测量选择，繁琐的技术数据，分散性、易变性很大的参数，将使开关电源制造商挑选者无从下手。

因此，只能通过生产实验、科学设计，才能发挥磁性元件最大作用功能。

开关电源复习题一、单项选择题1）滤波电路中，滤波电容放电常数愈大，输出滤波电压愈高，滤波效果愈好；2）肖特基势垒二极管适合小电压大电流整流；3）总效率η= Pout / Pin ╳100%4）整流二极管的最大反向电压是指整流管不导电时，在它俩端出现的最大反向电压；5）倍压整流一般用在，输入电压小而输出电压大、输出电流不大的场合6）利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感起滤波作用；7）在磁性元件中，一般Ae代表磁心的横截面积；8）在磁性元件中，一般Ac代表磁心的窗口面积；9）漏感是指没有耦合到磁心或其他绕组的电感量；10）交叉调整量是指一个输出端的负载变化时，使其他输出端电压波动大小；11）在开关电源工作方式中，哪种开关方式及经济又简单实用？反激12）在正激式开关电源中，一般占空比应为(35~45)%；13）反激式开关电路的功率ＭＯＳ管的Id 一般为2Pout/Vin(min)；14）在推挽式变换器电路中，一般都是由两个正激变换器电路工作在“推挽”方式下，及两个开关交替打开和关闭；15）在正激方式工作的开关电源，往往要增加一组绕组即励磁绕组，其主要作用是磁芯复位；16）设计正激式变换器时，应选用适当的磁芯有效体积，并选择空气隙，以免磁芯饱和；17）在开关电源中，使用功率MOS管而不是用晶体管或双晶体管，这是因为MOS管有很多性能上的优势，主要表现在高频状态下；18）每个开关电源中都有一个交流电压最大的节点，这个节点就是功率开关的漏极；19）开关电源的最佳布置的流程是：a）放置变压器或电感；b) 布置功率开关管电流环路；c) 布置输出整流器电流环路；d) 把控制电路与交流功率电路连接；e) 布置输入环路和输入滤波器；f) 布置输出负载环路和输出滤波器；20）开关电源的功率可由下式计算：Pin=Pout/ η这里的η是估计的开关电源效率；21）对于无源感性负载，功率因数就是电压和电流波形之间的相位差；22）磁粉心是一种铁心结构，是一种由几类材料复合而成的复合型铁心；23）负反馈电路的核心是一个高增益的运算放大器，称作电压误差放大器；24）在单端正激式变换器电路中，隔离器件是一个纯粹的变压器；25）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Np是：初级变压器的匝数；26）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Ns是：次级变压器的匝数；27）交叉调整量是电源一个或多个输出端负载变化时，对其他输出端电压的影响量28）功率开关部分的主要作用是把直流输入电压变换成脉宽调制的交流电压；29）每个开关电源内部都有4个环路，每个环路都是相互独立的，对布ＰＣＢ板非常重要功率开关管电流环路, 输出整流器电流环路,输入环路, 输出负载环路30）开关电源功率调整管工作于开关状态，它的变化效率高；二、多项选择题1）一般开关电源采用哪几种工作方式，列出其中四中正激、反激、推挽、半桥；2）电源工作的组织结构有哪几种高效谐振开关电源、线性电源、PWM 控制开关电源；3）典型的输入整流滤波电路由三到五部分组成他们是：EMI滤波器、启动浪涌电流限制器、浪涌电压抑制器、整流级、输入滤波电容4）制作电源需要考虑哪些因素是：重量和尺寸、功率的大小、输入及输出特性、成本；5）控制电路的主要组成部分是：驱动电路、调节器电路、并机均流电路、保护电路；6）功率MOS管驱动电路十分讲究，一般有：用TTL电路驱动、用线性电路驱动、用隔离变压器驱动7）开关电源的内部损耗大致可包括：开关损耗、附加损耗、电阻损耗、导通损耗；8）磁性非晶合金可以从化学成分上分为下列几类：铁基非晶、铁镍基非晶、钴基非晶、铁基纳米晶9）一般高频变压器除了具有初、次级间安全隔离的作用，还具有变压器和额流圈的作用；10）光电耦合器主要由发光二极管、光敏三级管元件构成；11）电容器是各种电子设备中不可缺少的重要元器件，它广泛用于抑制电源噪声、尖峰的吸收、滤波等多种场合；12）软开关电源工作方式的电路中，一般可分为零电压电路、零电流电路；13）UPS（不间断电源）按工作的原理可分为动态式、静态式；14）动态式UPS的主要组成部分是：整流器、电池、直流电动机、惯性飞轮、交流发电机15）每个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路都要相互分开，它们是功率开关管交流电流环路、输出整流器交流电流环路、输入电源电流环路、输出负载电流环路；16）EMI滤波器的主要作用是滤除：开关噪声、输入线引入的谐波；17）在开关电源中使用的PWM控制的IC，一般具有下列特点：自动补偿、具有充放电振荡电路，可精确的控制占空比、工作电流低、内部具有参考电源18）整流器损耗可以分为：开通损耗、导通损耗、关断损耗部分；19）线性电源有并联式、串联式几种类型；20）通常与电源相关的附加功能是：与外部电源同步、输入低电压限制、紧急调电信号21）设计开关电源，选择最合适的拓扑形式主要考虑的因数是：输入输出是否需要变压器隔离、加在变压器一次侧或电感上的电压值是多大、通过开关管的峰值电流、加在开关管上的最高峰值电压22）开关电源优点主要集中在：安全可靠、体积小重量轻、稳压范围宽、功耗小23）开关电源的技术发展动向是：高效率、模块化、低噪声、抗干扰能力强24）设计开关电源主要考虑的步骤是：主电路形式的选择、开关的工作频率、功率器件的确定、控制电路的设计25）影响高频开关电源的主电路方案的因素是：输入输出电压、电流范围与半导体器件规格的配合；电路的可靠性，工作范围的适应性；减小体积、重量和提高效率；较小损耗可减小散热器的尺寸和重量；减小对电网的污染26）未来的开关电源发展的新技术有：同步整流方式的应用、均流技术的应用、功率因数的改善27）在开关电源中，所需的整流二极管必须具有正向压降低、快速恢复、足够的输出功率等特点；28）高频变压器的漏电感和肖特基蒸馏二极管的结电容在管子截至时，会形成一个谐振电路，它会引起瞬时过压振荡；29）为防止功率管（ＭＯＳ）截至期间烧坏，会增加ＲＣ吸收电路进行抑制，它们的形式是ABC；30）在隔离式开关电源中，使用光耦作为输入输出隔离，但必须遵循的原则是：所选的光耦器件必须符合国内或国际的有关隔离击穿电压标准、若用放大电路驱动光耦，必须保证它能够补偿耦合器的温度不稳定和漂移、所选的光耦器件必须有较高的耦合系数；31）PCB板合理的装配十分重要，应采取下列顺序装配：焊装小功耗电阻及小电容；装大功率电阻、安装IC、装高频变压器、装大体积的电容器、装MOS管32）通信类电源的要求很多，主要归纳为：杂音电压小、少污染、自动保护、电压准确和稳定、自动监测和集中控制三、判断题2）负载调整率就是负载电流从半载到额定负载时，输出电流的变化率；╳7）KA(UC)3844B控制芯片，是电压型PWM控制IC；╳12）在仪器或设备中出现EMI干扰应采用合理布局、机壳正确的接地处理，出现FRI干扰应采用滤波处理；╳16）在电源的输入电路中，浪涌抑制部分要放在EMI前，整流和滤波电容后，这样效果更好；╳17）高频变压器输出电压的大小与变压器的匝数成反比；╳19）过电压保护的目的是防止控制电路出现故障时，输出电流过高烧坏元器件；╳20）为了减少滤波电容的等效串联电阻，经常会把多个电容串联使用；╳22）不管是正激式开关方式还是反激式工作方式的电源中，制作变压器都要开一定的气隙以防止变压器饱和；╳24）铁氧体性能参数是由其本身的材料和体积决定的，因此在任意温度下其饱和磁通密度都是固定不变的；╳25）我们所说的电源的效率就是电源的输出功率对输入功率的比；╳26）为减小滤波电容的等效电阻（ESR），经常用多个电容串联；╳28）整流器的导通损耗就是指整流器通过电流时的损耗；╳四、问答：1、简述集成稳压器的分类及各类稳压器优缺点：答：集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为多端可调式、三端固定式、三端可调式及单片机开关式等几种。

开关电源各磁性元器件的分布参数开关电源是一种将输入电压转换为所需要的输出电压和电流的电源电路，其核心是磁性元器件。

磁性元器件主要包括变压器、电感和电感转变器等。

这些磁性元器件的分布参数对开关电源的性能起着重要的影响。

本文将详细介绍开关电源各磁性元器件的分布参数。

一、变压器的分布参数：1. 漏感Llk：变压器的漏感是指在变压器的两个绕组间存在一定的自感现象，即绕组之间产生的磁通量不能完全经过另一个绕组。

漏感的大小与绕组的结构和绕组之间的磁场环境有关。

漏感的存在使得变压器的输出电压受到负载电流的影响。

2. 漏感阻抗Zlk：漏感阻抗是指变压器的漏感对交流电的阻抗性质。

漏感阻抗的大小与漏感Llk和频率有关。

漏感阻抗越大，对电流的阻抗性能越好，输出电压的稳定性越高。

3.互感Lm：互感是指变压器的两个绕组之间通过磁场而相互感应的现象。

互感的存在使得变压器实现电压转换，并将输入电压与输出电压隔离。

4.耦合系数k：耦合系数是指变压器的两个绕组之间的磁耦合程度。

耦合系数越大，两个绕组之间的互感越强，输出电压的稳定性越好。

二、电感的分布参数：1. 漏感Llk：电感的漏感是指在电感线圈中存在一定的自感现象。

漏感的大小与线圈的结构和线圈之间的磁场环境有关。

漏感的存在使得电感对交流电的阻抗性能增加。

2. 漏感阻抗Zlk：漏感阻抗是指电感的漏感对交流电的阻抗性质。

漏感阻抗的大小与漏感Llk和频率有关。

漏感阻抗越大，对电流的阻抗性能越好。

3.互感Lm：互感是指两个电感线圈之间通过磁场而相互感应的现象。

互感的存在使得电感实现电压转换，并将输入电压与输出电压隔离。

4.耦合系数k：耦合系数是指电感的两个线圈之间的磁耦合程度。

耦合系数越大，两个线圈之间的互感越强，输出电压的稳定性越好。

三、电感转变器的分布参数：1. 输入电感Lint：输入电感是指电感转变器的输入端的电感。

输入电感的大小与电感转变器的结构和输入端的磁场环境有关。

2. 输出电感Lout：输出电感是指电感转变器的输出端的电感。

“时钟频率”是控制IC芯片产生的时钟脉冲频率。

通常，开关频率与时钟频率相同，但不总是这样。

偶尔，控制IC芯片经分频获得低的开关频率。

特别将推挽IC控制芯片用于单端正激变换器，仅用两个开关驱动中的一个，保证最大占空度不超过50％。

在这种情况下，开关频率是时钟频率的一半通常发生混淆是推挽类拓扑。

推挽类（推挽，半桥和全桥）功率电路每个功率开关以1/2时钟频率驱动，电路的开关频率就是时钟频率。

变压器和单个功率开关和单个整流器都以“变压器频率f T”工作,它是开关频率的一半。

电路输出滤波工作在开关频率。

7.1.7 占空度占空度D定义为功率开关导通时间T on与开关周期T的比：D=T on/T。

在单端正激变换器中，这很容易明白。

但在双端双路交错正激和推挽类变换器中，时常发生混乱。

例如，双端双路交错正激变换器中，对于每一路，在输入电压最低U i min时最大占空度约为0.45，每路变压器在45％时间内传输功率，传输总功率的一半。

而对输出滤波电感占空度则为0.9。

在半桥电路工作于最低电压时，占空度接近90％（D=0.9）。

变压器在90％的时间传输功率，90％时间电压脉冲加在输入滤波器上等等。

但对于单个功率开关和单个整流器，总是交替导通，占空度仅45％。

输出滤波器可以看成D=0.5T on/0.5T=T on/T。

在整个电源设计中，应保持D的定义一致。

正激或推挽类变换器稳态时，当输入电压变化时，反馈控制电路根据输入电压的变化反比改变占空度D，以维持输出电压的稳定U o=U2’D。

U2’≈U i/n－滤波器输入电压，等于变压器次级电压减去整流二极管压降。

因此U T U DfnUfi oniso s==（7-1）式中f S=1/T－开关频率。

当输出电压恒定时，稳态情况下变压器线圈上的伏秒为常数，与电网电压和负载电流无关。

当输入电压最低（U i min）时，占空度最大，还要考虑到以下对最大占空度的限制：①根据输出电压调节范围，在输入电压最低时应保证输出最高电压。

电工学思考题及答案电工学思考题及答案第5章变压器5.1 磁路1、磁路的结构一定，磁路的磁阻是否一定，即磁路的磁阻是否是线性？答：磁阻=铁心+空气隙，由于磁性材料的磁导率u不是常数,B与H 不是正比关系,因此,磁路的结构(即尺寸、形状、和材料)一定时,磁路的磁阻并非一定,即磁路的磁阻是非线性的。

2、恒定直流电流通过电路时会在电阻中产生功率消耗，恒定磁通通过磁路时会不会产生功率耗损？答：不会，电流通过电阻会产生热损失5.2 电磁铁1、直流电磁铁在衔铁吸合前后，电磁吸力的大小是不同的。

2、衔铁吸合前后电流不会变化，磁通不会变，在吸合前，有空气隙的存在，磁路磁阻会大，吸合后，空气隙消失，磁路磁阻小。

3、电流在通过线圈时，除了产生主磁通外，还会产生少量的漏磁通4、交流铁心线圈电路的视在功率、无功功率、有功功率与电压、电流的关系与一般交流电路相同。

5、有功功率=铜损耗+铁损耗1、额定电压一定的交流电磁铁，如果加上大小相同的直流电压会有什么后果？交流电压产生感应电动势,大部分电压被感应电动势所平衡,漏阻抗上电压很小,因此励磁电流小.若加直流电压,不会产生感应电动势, 全部电压落在电阻(比较小)身上,电流很大,将烧毁.2、绕在闭合铁心上的交流铁心线圈,电压的有效值不变,而将铁心的平均长度增加一倍,请问铁心中主磁通最大值Φm如何变化?如果是直流铁心线圈，铁心中的主磁通Φ是否变化？答：1、Φm=U/4.44 f N 电流不变，Φm不变2、直流铁心线圈，磁路(铁心)的长度增加一倍，在相同的磁通势作用下，由于磁阻增加了，主磁通就要减小。

3、两个匝数相同的铁心线圈，分别接到电压值相等而频率不同f1>f2的两个交流电源上时，试分析两个线圈中的主磁通Φ1m和Φ2m的相对大小（忽略线圈的漏阻抗）Φm=U/4.44 f N 所以Φ1m<Φ2m4、交流电磁铁通电后，若衔铁长期被卡住而不能吸合，会引起什么后果？衔铁不吸合会发出翁翁响的噪音，有可能会导致主触头不通电，导致线圈发热，长时间运行会烧毁线圈5.3变压器的工作原理负载直接接电源时，阻抗模为1 ZL 1；通过变压器接电源时，相当于将阻抗模增加到1 ZL 1的K平方倍。

开关电源中的高频磁元件的设计开关电源是一种常见的电力转换装置，其中高频磁元件起到了至关重要的作用。

高频磁元件设计的目标是实现高效的电力转换和最小的能量损耗。

下面将详细介绍高频磁元件的设计过程。

首先，高频磁元件的设计需要确定电源的输入和输出参数。

输入参数包括输入电压和输入电流的范围，输出参数包括输出电压和输出电流的需求。

此外，还需要考虑开关频率、转换效率和工作温度等因素。

接下来，根据输入和输出参数确定高频磁元件的类型。

常见的高频磁元件包括变压器、电感器和变压电感器等。

不同的应用场景需要选择适合的磁元件类型。

然后，根据设计需求计算磁元件的参数。

首先，选择合适的磁芯材料和磁芯形状。

磁芯材料的选择应考虑磁导率、饱和磁通密度和磁损耗等特性。

磁芯形状的选择应根据电磁场分布和损耗的要求。

其次，计算磁元件的线圈参数。

线圈参数包括匝数、导线直径、线圈材料和线圈形状等。

匝数的选择要实现所需的电压变换比和电流承载能力。

导线直径的选择要考虑电流承载能力和电阻损耗。

线圈材料的选择要考虑导电性能和热稳定性。

接下来，通过磁路分析计算磁元件的磁路参数。

磁路参数包括磁感应强度、磁路长度和磁场强度等。

通过磁路参数的计算可以确定磁芯的尺寸和磁场的分布。

然后，进行磁元件的电磁场分析。

电磁场分析是计算磁元件中电磁场分布和损耗的过程。

通过电磁场分析可以确定磁元件的损耗和电磁兼容性。

最后，根据设计结果选择合适的高频磁元件。

选择合适的高频磁元件需要综合考虑电路参数、成本和制造工艺等因素。

总结来说，高频磁元件的设计涉及电路参数的确定、磁芯材料和形状的选择、线圈参数的计算、磁路参数的计算和磁场分析等步骤。

通过科学的设计方法和精确的计算可以实现高效的电力转换和最小的能量损耗。

同时，还需要考虑制造工艺和成本等因素，选择合适的高频磁元件。