所有的磁元件都遵循兩個原則:安培定律和電磁感應(yīng)定律。這里不再贅述,有需要的可自行搜索其原理。
1、理想變壓器
理想變壓器指的是所有線圈耦合的磁通完全相同,既沒有漏磁,磁芯磁導率無窮大,且沒有損耗,線圈沒有電阻和分布電容等等。通俗地說,多大的功率進去,就會有多大的功率出來,沒有任何延遲。這個和電感的能量傳輸是不一樣的,電感是需要一定時間儲能,然后釋放也需要時間。
如下圖所示,理想變壓器具有兩個線圈,繞在同一個磁芯上。電流從同名端流入(那個黑點代表同名端),如果兩個同名端流入電流,將會在磁芯中產(chǎn)生相同方向的磁場。
根據(jù)電磁感應(yīng)原理,變壓器初級線圈有:
次級線圈有公式:
由于初次級線圈是共磁芯的,那么截面積A1=A2=A,同時變壓器要求處于理想狀態(tài)下,那么一個線圈中的磁通和另一個線圈耦合(理想),就有B1=B2=B。
那么公式可以簡化為:
那么從這個公式可以得出:
理想變壓器上每一匝線圈上的電壓是相同的。由于理想變壓器的能量是守恒的,對于電路來說,輸入功率就等于輸出功率。由功率公式P=UI,可以得出初次級電流之比和初次級匝數(shù)之比成反比。電壓升高,電流就會下降。
2、反激變壓器
反激變壓器在能量傳輸方式上和一般變壓器有著本質(zhì)區(qū)別。雖然反激變壓器同樣能完成能量傳輸(輸入功率=輸出功率)。但是反激變壓器在功率變換器中一個開關(guān)周期不同時間起作電感和變壓器雙重作用。
在反激式開關(guān)電源電路中,在開關(guān)管導通時,這個變壓器相當于一個電感。此時輸入電壓加在變壓器初級,初級線圈就像電感一樣,電流呈斜坡形式上升,能量得以儲存(因為次級有二極管阻斷電路,能量無法傳輸?shù)酱渭?。
當開關(guān)管截止時,電流不能在初級流通了。感應(yīng)電動勢將會迫使次級二極管導通,能量從初級傳輸?shù)酱渭墸⑻峁┙o負載。這個時候,反激式變壓器起為變壓器作用。
(反激式變壓器計算匝數(shù)比就是利用開關(guān)管關(guān)斷這個階段算的,反射電壓與輸出電壓比)
3、實際變壓器
實際變壓器是不理想的,磁芯磁導率不是無窮大,既有一定的激磁電流。然后線圈也是不完全耦合的,存在漏感。磁芯和線圈有損耗,同時磁芯會飽和。
線圈不良耦合可以說是最大的不理想,因為它會造成漏感,導致不必要的脈沖電壓出現(xiàn)。
以上僅簡單概括。
審核編輯:湯梓紅
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