双激式开关变压器内部损耗分析汇总

开关电源常见损耗分析与对策
以图一中典型的反激转换器(flyback converter)为例，去分析电源转换器的损耗。

因为反激转换器低价位和广泛的输入范围的特性，在实际应用层面受到欢迎。

对一个开关电源而言，主要的损耗包括了传导损耗(conduction loss)和切换损耗(switching loss)，以及由控制电路所造成的损耗。

表二、三、四分别对这些主要损耗，包括主要的传导损耗和切换损耗，控制电路所造成的损耗，列出了大约的估算，和常用的解决对策。

表二主要的开关损耗
表三主要的传导损耗
表四控制电路的主要损耗
可以很明显的发现无论是传导损耗或切换损耗，都和切换频率有很密切的关系。

降低切换频率可以有效的降低损耗，特别是在轻载时。

但由波宽调变产生器所产生的波宽必须被控制，免得造成磁性元件的饱和。

而且，反激转换器的输出能量可以表示为Po = (Vdc^2 ×Ton^2) /(2 ×Lp ×T) ×η，其中η代表转换效率。

在轻载时，导通时间(Ton)很短暂，增长切换週期(T)，或降低切换频率(fs)，是一个很直觉的想法。

开关电源电路各种损耗的分析01输入部分损耗1、脉冲电流造成的共模电感T的内阻损耗加大适当设计共模电感，包括线径和匝数2、放电电阻上的损耗在符合安规的前提下加大放电电阻的组织3、热敏电阻上的损耗在符合其他指标的前提下减小热敏电阻的阻值02启动损耗普通的启动方法，开关电源启动后启动电阻回路未切断，此损耗持续存在。

改善方法：恒流启动方式启动，启动完成后关闭启动电路降低损耗。

03与开关电源工作相关的损耗04钳位电路损耗有放电电阻存在，mos开关管每次开关都会产生放电损耗改善方法：用TVS钳位如下图，可免除电阻放电损耗（注意：此处只能降低电阻放电损耗，漏感能量引起的尖峰损耗是不能避免的）当然最根本的改善办法是，降低变压器漏感。

05供电绕组的损耗电源芯片是需要一定的电流和电压进行工作的，如果Vcc供电电压越高损耗越大。

改善方法：由于IC内部消耗的电流是不变的，在保证芯片能在安全工作电压区间的前提下尽量降低Vcc供电电压！06变压器的损耗由于待机时有效工作频率很低，并且一般限流点很小，磁通变化小，磁芯损耗很小，对待机影响不大，但绕组损耗是不可忽略的。

07变压器绕组引起的损耗绕组的层与层之间的分布电容的充放电损耗(分布电容在开关MOS管关断时充电，在开关MOS管开通时放电引起的损耗。

）当测试mos管电流波形时，刚开启的时候有个电流尖峰主要由变压器分布电容引起。

改善方法:在绕组层与层之间加绝缘胶带，来减少层间分布电容。

08开关管MOSFET上的损耗mos损耗包括：导通损耗，开关损耗，驱动损耗。

其中在待机状态下最大的损耗就是开关损耗。

改善办法：降低开关频率、使用变频芯片甚至跳频芯片（在空载或很轻负载的情况下芯片进入间歇式振荡）09整流管上的吸收损耗输出整流管上的结电容与整流管的吸收电容在开关状态下引起的尖峰电流反射到原边回路上，引起的开关损耗。

另外还有吸收电路上的电阻充放电引起的损耗。

改善方法：在其他指标允许的前提下尽量降低吸收电容的容值，降低吸收电阻的阻值。

开关电源变压器涡流损耗分析（一）
开关电源变压器涡流损耗分析
 开关电源变压器的涡流损耗在开关电源的总损耗中所占的比例很大，如何
降低开关电源变压器的涡流损耗，是开关电源变压器或开关电源设计的一个
重要内容。

变压器生产涡流损耗的原理是比较简单的，由于变压器铁芯除了
是一种很好的导磁材料以外，同时它也属于一种导电体；当交变磁力线从导
电体中穿过时，导电体中就会产生感应电动势，在感应电动势的作用下，在
导电体中就会产生回路电流使导体发热；这种由于交变磁力线穿过导体，并
在导体中产生感应电动势和回路电流的现象，人们把它称为涡流，因为它产
生的回路电流没有作为能量向外输出，而是损耗在自身的导体之中。

 单激式开关电源变压器的涡流损耗计算与双激式开关电源变压器的涡流损
耗计算，在方法上是有区别的。

但用于计算单激式开关电源变压器涡流损耗
的方法，只需稍微变换，就可以用于对双激式开关电源变压器的涡流损耗进
行计算。

例如，把双激式开关电源变压器的双极性输入电压，分别看成是两
次极性不同的单极性输入电压，这样就可以实现对于双激式开关电源变压器
涡流损耗的计算。

因此，下面仅对单激式开关电源变压器的涡流损耗计算进
行详细分析。

 当有一个直流脉冲电压加到变压器初级线圈的两端时，在变压器初级线圈
中就就有励磁电流通过，并在变压器铁芯中产生磁场强度H和磁通密度B，
两者由下式决定：
 B =ΔB*t/τ＋B(0) （2-44）
 H =ΔH*t/ΔH＋H(0) （2-45）
 上式中ΔB和ΔH分别为磁通密度增量和磁场强度增量，τ为直流脉冲宽度，。

变压器损耗的经济性评估与分析一、引言变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，用于电能的变压与传输。

然而，变压器在运行过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。

这些损耗不仅会影响电能传输的效率，还对变压器的经济性产生重要影响。

因此，对变压器损耗的经济性进行评估与分析十分重要。

二、变压器损耗的分类变压器的损耗可分为铁损耗和铜损耗两类。

铁损耗是指在铁心中产生的磁滞和涡流损耗，而铜损耗则是指线圈中电流通过导体产生的焦耳损耗。

三、变压器损耗的经济性影响因素3.1 变压器容量变压器容量大小直接影响其损耗大小。

一般来说，容量较大的变压器损耗相对较小，经济性相对较高。

3.2 电源负载率变压器在不同的负载率下，其损耗水平也会发生变化。

当电源负载率较低时，变压器的损耗相对较高，经济性较差。

因此，在变压器的选型与运行中，应该考虑电源负载率的匹配问题，以提高经济性。

3.3 电能价格电能价格的高低直接关系到变压器损耗经济性的评估与分析。

若电能价格较高，则对变压器损耗的限制相对较严格，需要采用更加经济的变压器进行供电。

反之，则对损耗的要求相对较低。

四、变压器损耗的经济性评估方法4.1 损耗经济性参数计算变压器损耗经济性参数的计算是评估与分析的关键步骤之一。

其中，比较常用的参数有单位能耗、单位经济损失等。

通过对变压器损耗与电能使用效益的综合考量，可以计算出相应的经济性指标。

4.2 经济性评估模型建立建立变压器损耗的经济性评估模型有助于进行更加准确的分析。

通过考虑影响因素的权重分配以及各参数的定量关系，可以建立相应的数学模型。

4.3 评估与分析在得到变压器损耗的经济性参数和评估模型后，可以对不同变压器进行经济性评估与分析。

通过对经济性指标的比较与分析，可以选择出最经济的变压器供应方案。

五、变压器损耗的经济性提高措施5.1 提高变压器的运行效率通过改进变压器的设计和制造工艺，提高变压器的运行效率，从而减小损耗，提高经济性。

5.2 选择合适的变压器容量在变压器选型中，根据实际需求选择合适的变压器容量，以匹配电源负载率，减小损耗。

变压器损耗机理及其影响因素的深度分析变压器是电力系统中常见的电力设备，承担着电能的传输和分配任务。

而变压器损耗则是指在电能传输和转换的过程中所产生的能量损失。

本文将深入分析变压器损耗的机理，并探讨其影响因素。

一、变压器损耗的机理1. 铁损耗：铁损耗是变压器在磁心中产生的损耗，主要包括涡流损耗和剩磁损耗。

涡流损耗是由于交变电流在磁性材料中产生涡流而引起的，而剩磁损耗则是由于磁通变化引起的磁滞损耗。

这两种损耗都会将电能转化为热能，从而造成能量损失。

2. 铜损耗：铜损耗是指变压器中的导线、绕组等金属部件在电流通过时产生的损耗。

根据欧姆定律，导线中的电阻会产生 Joule 热，从而引起能量损耗。

铜损耗主要取决于导线的电阻和负载的电流大小。

3. 油损耗：变压器中的绕组和磁心通常被浸泡在绝缘油中，油损耗是指绝缘油在电场作用下产生的损耗。

电场会引起绝缘油中的分子摩擦和离子碰撞，从而产生能量损耗。

4. 其他损耗：变压器还会存在一些其他的损耗，如机械损耗、噪声损耗等。

这些损耗虽然量级较小，但仍然会对变压器的总损耗产生一定的影响。

二、影响变压器损耗的因素1. 负载大小：变压器损耗随着负载大小的增加而增加。

在负载较小的情况下，变压器的负载损耗占总损耗的比例较大；而在负载较大的情况下，铜损耗占主导地位，负载损耗相对较低。

2. 冷却方式：变压器通常采用自然冷却或强制冷却方式。

自然冷却的变压器散热效果较差，损耗相对较高；而强制冷却方式能够有效降低变压器的运行温度，减少损耗。

3. 材料选择：变压器的磁心材料、绝缘材料以及导线材料等都会对损耗产生影响。

采用低损耗材料能够减少变压器损耗。

4. 环境温度：环境温度的升高会导致变压器损耗的增加，因为高温会加速油的老化和氧化，进而影响油的绝缘性能。

5. 额定电压：变压器的额定电压一旦超过正常范围，会导致变压器损耗的增加，对变压器的寿命和稳定性产生负面影响。

在实际运行中，为了降低变压器的损耗，可以采取以下措施：1. 优化设计：合理选择变压器的磁心材料、绝缘材料以及导线材料，使其具有较低的损耗特性。

如何对变压器损耗计算分析1、变压器损耗计算公式（1）有功损耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK -------（1）（2）无功损耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK -------（2）（3）综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP＋KQΔQ ----（3）Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN式中：Q0——空载无功损耗（kvar）P0——空载损耗（kW）PK——额定负载损耗（kW）SN——变压器额定容量（kVA）I0％——变压器空载电流百分比。

UK％——短路电压百分比β ——平均负载系数KT——负载波动损耗系数QK——额定负载漏磁功率（kvar）KQ——无功经济当量（kW／kvar）上式计算时各参数的选择条件：（1）取KT＝1.05；（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0．1kW／kvar；（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75％；（4）变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0％、UK％，见产品资料所示。

2、变压器损耗的特征P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

PC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。

其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。

负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗ΔP=P0+PC变压器的损耗比=PC /P0变压器的效率=PZ/（PZ+ΔP），以百分比表示；其中PZ为变压器二次侧输出功率3、变压器节能技术推广1）推广使用低损耗变压器；（1）铁芯损耗的控制变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。

开关变压器第十一讲双激式开关变压器内部损耗分
析汇总
 开关变压器第一讲变压器基本概念与工作原理
 开关变压器第二讲秒伏容量和线圈匝数的计算
 开关变压器第三讲变压器线圈电感量计算
 开关变压器第四讲直流脉冲对铁芯的磁化
 开关变压器第五讲交流脉冲对铁芯的磁化
 开关变压器第六讲导磁率的测量计算
 开关变压器第七讲铁芯磁滞损耗分析
 开关变压器第八讲铁芯磁滞的回线测量
 开关变压器第九讲变压器铁芯的涡流损耗分析
 开关变压器第十讲单激式变压器内部损耗分析汇总
 开关变压器第十一讲双激式开关变压器内部损耗分析汇总
 开关变压器第十二讲电源铁芯的设计风险
 在双激式变压器铁芯中，磁滞损耗也是由流过变压器初级线圈励磁电流产生的磁场在铁芯中产生的；但在单激式变压器铁芯中，有一部分励磁电流存储的能量要转化成反激式电压向负载输出；而在双激式变压器铁芯中，励磁电流产生的能量基本上都是用于充磁与消磁。

 双激式变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗在工作原理上与单激式变压器铁。

变压器损耗的原因及影响因素分析变压器作为电力系统中非常重要的设备之一，其正常运行对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

然而，在变压器的实际工作过程中，损耗问题是一直以来需要关注和解决的难点之一。

本文将对变压器损耗的原因及影响因素进行深入分析，旨在找到有效的解决方法。

一、变压器损耗的原因1. 铁损耗：铁损耗是变压器工作时电流在铁芯中形成的涡流所产生的能量损耗。

铁损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。

磁滞损耗是由于铁芯在磁场中反复磁化和消磁产生的能量损耗，而涡流损耗是由于磁场的变化引起铁芯内涡流产生的能量损耗。

2. 铜损耗：铜损耗是变压器中线圈内电流通过不同金属导体时产生的能量损耗。

变压器的铜损耗主要来自于线圈内电流的电阻性损耗，这是由于线圈材料的电阻使得电能转化为热能的过程。

3. 空载损耗：空载损耗是指在变压器无负载运行时所消耗的能量。

空载损耗包括铁损耗和冷却损耗两部分。

冷却损耗是指变压器中的油、铁心和线圈等部件对环境的传热所产生的能量损耗。

4. 负载损耗：负载损耗是指在变压器有负载运行时所消耗的能量。

负载损耗主要来自于线圈的铜损耗，以及由于负载电流通过涡流引起的铁损耗。

二、变压器损耗的影响因素1. 负载率：负载率是指变压器实际负载与额定负载之间的比值。

变压器的损耗随着负载率的变化而发生变化，负载率越高，损耗越大。

2. 工作温度：变压器的损耗与其工作温度密切相关。

当变压器的工作温度升高时，损耗也会相应增加。

因此，在变压器的设计和运行过程中，需要注意控制其工作温度，以降低损耗。

3. 线圈材料：线圈材料的选择也会对变压器的损耗产生影响。

不同的线圈材料具有不同的电阻和导热性能，因此选择合适的材料可以减少损耗。

4. 冷却方式：变压器的冷却方式也会对损耗产生影响。

冷却方式包括自然冷却和强迫冷却两种，采用不同的冷却方式可以改变变压器的工作温度，并影响损耗大小。

5. 运行状态：变压器在不同的运行状态下，其损耗也会有所不同。

开关电源易损元件以及故障分析现在电子电路中，有很多故障是由开关电源故障引起的，而开关电源的常见故障中，又有大部分是由一些易损件损坏而引起。

比如说，在开关电源中的开关管，经常性损坏，但是开关变压器，损坏的几率却又极小!几乎可以忽略不计。

所以以下，我总结了开关电源中一些比较容易损坏的元件，以及损坏后会出现什么故障现象，分享给大家。

1.保险管烧保险大多数是后级电路大电流引起，也就是说后面的电路有短路情况，比如说开关管，限流电阻，桥堆烧坏短路，芯片损坏，大滤波电容损坏等等都会引起烧断保险，故障现象为通电无反应。

(温馨提示：如果换了保险管后，不要贸然通电测试，一定要找出故障或采取一定措施后才通电)2，滤波电容损坏(300V的大电容)滤波电容漏电或容量降低，会造成死机或开机无反应，滤波电容损坏一般从外观上可以看到电容鼓包。

(当然也有不鼓包的)3.输出滤波电容：故障现象和滤波电容坏差不多。

4.开关管第一点讲过，开关告损坏后一般会烧保险，限流电阻也会跟随着损坏，有些时候连PWM芯片也跟着烧坏(不过这种现象不多)。

既然保险管都烧了，故障现象肯定是通电无反应。

5，稳压二极管。

在二极管所承受反向电压大于其标称稳压值的情况下，稳压管会反向击穿，但是这种击穿是可以恢复的，即在电压值降低以后，稳压管会脱离击穿状态，相当于开路。

如果是短路，那么稳压管已经损坏了，电流超过稳压管承受电流造成，为热击穿，不可恢复的。

6.光藕与TL431这两个元件损坏一般会造成输出电压不稳定或无电压输出，如何检测，在我前面的文章中有专门介绍过(取样电阻损坏同样会造成同类问题)。

7.启动电阻：启动电阻是接在300V电源与开关管基极之间，启动电阻损坏会造成有300V，但是无电压输出，而整机无反应。

8.限流电阻：顾名思义，该电阻损坏过流保护电路工作，和启动电阻一样300V 无输出电压。

9.PWM控制芯片：PWM损坏会造成有300V，但是无输出电压还会重复烧开关管和保险，检测时可以打对地阻值来判断其好坏，正常对地阻值除了其对地脚外，其他引脚都有几百欧姆。

变压器的功率损耗分析
在输电方面，当输送功率及负载功率因数为一定时，电压愈高，则线路电流愈小。

这不仅可以减小输电线路的截面积，节省材料，同时还可以减小线路的功率损耗。

因此在输电时必须利用变压器将电压升高。

在用电方面，为了保证用电的安全和合乎用电设备的电压要求，还要利用变压器将电压降低。

与线路类似，变压器的最大功率损耗为：
（1）
（2）
式中：
ΔPT——变压器的有功功率损耗（kW）；
ΔQT——变压器的无功功率损耗（kvar）；
SC——变压器的计算负荷（kVA）；
Sr——变压器的额定容量（kVA）；
ΔP0——变压器的空载有功损耗（kW），产品样本给出；
ΔPk——变压器的短路有功损耗（kW），产品样本给出；
ΔQ0——变压器的空载无功损耗（kvar）；
ΔQk——变压器的短路无功损耗（kvar）；
I0%——变压器空载（励磁）电流标幺值，产品样本以百分数给出；
Uk%——变压器短路电压标幺值，产品样本以百分数给出。

变压器的损耗由空载损耗和负载损耗两部分组成，分别对应于公式（1）、（2）中的第一和第二项。

空载损耗主要是铁耗，它取决于电压大小，与负荷大小无关，只要变压器投入到电网上，该损耗就会产生，且基本恒定。

负载损耗主要是铜耗，与电流平方成正比，额定负载时等于短路损耗。