开关电源变压器磁芯

今天给大家分享开关电源变压器磁芯，其中也会对开关电源变压器磁芯间隙的内容是什么进行解释。

简述信息一览：

• 1、什么是开关电源的三大损耗
• 2、开关电源变压器磁芯为什么要留间隙?
• 3、适用于变压器铁心的材料是
• 4、在开关电源变压器设计中,我知道为AE磁芯的截面积,AW为窗口面积,那么AL...
• 5、为什么要避免开关电源主变压器磁芯饱和
• 6、开关电源的全桥、半桥、推挽,各个优缺点是什么?

什么是开关电源的三大损耗

再回到磁滞回曲线中，如Bulk开关电源电感上有直流偏置电流，叠加上纹波电流，反映在磁芯上，电感的工作就是在HB曲线上画圈圈，如图4，每个开关周期画一次圈圈 那么这个圈圈包围的面积再乘上磁芯的体积（即等效体积Ve），就是这个磁芯每个工作周期消耗的能量，全部转化成焦耳热。这个损耗就是磁芯损耗。

RC在电气安装配管中表示镀锌钢管的意思。开关电源设计中，我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路， RC电路能会直接影响到产品能和稳定。

其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。与传统的线性电源相比，开关电源的优势在于效率高（此处的效率可以简单的看作输入功率与输出功率之比），加之开关晶体管工作于开关状态，损耗较小，发热较低，不需要体积/重量非常大的散热器，因此体积较小、重量较轻。

开关电源变压器磁芯为什么要留间隙?

1、你还可以百度一下正激电路或者全桥、半桥、推挽电路，他们的变压器是不需要气隙的，这个涉及他们电路的工作原理，气隙会使他们的效率降低。最后，如果你的问题是“开关电源的电感一般都要留气隙，是不是为了增加储存的能量？”，就算问的严谨了。

2、反激式开关电源的高频变压器在磁滞回线的第一象限，在开关管导通期间，变压器初级线圈只储存能量，而在截止期间才将初级线圈内储存的能量传递到次级，因此它既是变压器，也是储能电感。

3、有气隙：高频变压器在设计时通常会留有一定的气隙，这是为了防止磁芯达到磁饱和状态。磁饱和会导致导磁能力降低，进而影响变压器的效率。通过留气隙，可以确保变压器在正常工作范围内保持较高的导磁能力，从而减少损耗。

4、开关电源中的变压器，为了防止变压器出现瞬间饱和的问题，通常***用铁心中加气隙的方法。加入气隙后，整个铁心的相对磁导率比较线性，变压器的初级电感量随磁密的变化影响较小，开气隙的变压器的饱和磁密值可提升40%以上。而且不会出现绝对饱和的情况。

5、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。

适用于变压器铁心的材料是

电力传输变压器的磁芯大多***用硅钢片，其特点是饱和磁感应强度BS约为2T（特斯拉），这使得硅钢片适用于工作频率较低且电流较大的工频环境下，避免磁芯饱和。而开关电源等仪器仪表设备中使用的变压器，则多***用铁氧体磁芯材料，这种材料的饱和磁感应强度BS约为0.3T（特斯拉）。

电工用硅钢薄板，也被称为矽钢片或硅钢片，是一种含硅高达0.8％-8％的电工硅钢，通过热轧或冷轧工艺制成。这类材料由于其出色的电磁性能，在电力、电讯和仪表工业中扮演着不可或缺的角色。硅钢片按含硅量分为低硅和高硅两种。

硅钢片：这是一种含碳量极低的硅铁软磁合金。通过在铁中加入硅，可以显著提高铁的电阻率和最大磁导率。在频率为50赫兹的场合，硅钢片是首选材料，它被广泛用于制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。 锰锌铁氧体：这种材料具有高的起始导磁率，特别适用于1千赫至10兆赫的频率范围。

纯铁、软钢和无硅钢；硅钢片；铁镍合金（坡莫合金）；铁铝合金；非晶态合金；微晶合金铁芯铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成；两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或铝线）绕成。

在开关电源变压器设计中,我知道为AE磁芯的截面积,AW为窗口面积,那么AL...

1、AL代表单匝电感量，它是开关电源变压器设计中的一个重要参数。具体来说，当计算电感量时，你需要考虑线圈的匝数平方与AL的乘积。这样的计算方式在确保磁芯不饱和的条件下是准确的。如果在设计中还出现了AT这个参数，那么它通常是指磁芯的饱和电流。

2、AL是单匝电感量。用匝数的平方乘以AL就是你要的电感量，前提是磁芯不能饱和。如果有AT这个参数，只要匝数乘以额定电流不大于AT，则磁芯就不饱和。

3、Ae（ mm2 ）：磁芯有效截面积；Aw（ mm2 ）：磁芯的窗口面积；AL（ nH/N2 ）： 磁芯无气隙时的等效电感。

4、AP是选择高频变压器磁心的方法， Ap=Ae*AwAe为磁芯的有效截面积，与磁芯的最大功率有关；Aw为磁芯的窗口面积，与绕组的空间有关，因此在空间容许的范围内，二者乘积越大越好。

5、AP用于确定高频变压器磁心的选择，其计算公式为AP=Ap*Ae。其中Ap代表磁芯的有效截面积，这与磁芯能够承载的最大功率相关；Ae则代表磁芯的窗口面积，它与绕组的安装空间紧密相关。因此，在设计时，如果空间允许，Ap和Ae的乘积越大，磁芯的性能通常越好。Ve表示有效体积，计算方式为Ae*Le。

6、在变压器设计中，磁芯参数对变压器的性能至关重要。磁芯有效截面积Ae（单位：mm2），是磁芯截面中能够通过磁通的有效部分。窗口面积Aw（单位：mm2），指的是磁芯的窗口大小，即磁芯两侧用于放置线圈的部分。

为什么要避免开关电源主变压器磁芯饱和

1、开关电源变压器饱和原因如下：通常是因为绕组中流过很大直流分量，特别是脉冲宽度调节不当时，极易引起铁芯（磁芯）饱和，***取办法是在铁芯舌间垫适当厚度非磁绝缘物，往往是纸片，以增加磁回路磁阻，减缓铁芯饱和速度，使开关电源变压器获得良好线性。

2、本人遇到过的情况和你一样，后来验证后发现是因为浸漆烘烤后变压器骨架变形，导致磁芯间的距离增加，从而导致电感量偏低，应该和点胶无关的。希望对你有所帮助。

3、磁芯平衡问题可能导致开关管过流损坏。设计时需注意限制导通时间，避免磁芯饱和。而正激式拓扑解决了推挽式磁芯偏移问题，通过Np和Nr绕组设计实现磁芯平衡，但牺牲了磁芯利用效率，且输出功率较低。正激式拓扑中，开关管承受的电压较低，但可能需要更强大的变压器和开关管。

4、变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能完全通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。高频变压器的漏感可以理解为变压器本身的损耗，因为变压器的能量交换不可能达到100%，总会有一部分损耗。变压器的漏感与初次级绕组的相对位置（绕制结构）、磁芯（磁路）的形状、磁芯的导磁率等因素有关。

5、如在初级绕组N1两端并联电阻，或者并联电容和电阻串联网络等以吸收反峰电压所产生的能量。单端正激式变换器同单端反激式变换器一样，变压器中磁通只工作在B－H曲线的一侧，因此也必须遵循磁通复位的原则，磁芯常用EE、EI、EC等型号的铁氧体材料，磁芯要有一定尺寸的空气隙，以免磁芯饱和。

开关电源的全桥、半桥、推挽,各个优缺点是什么?

半桥结构中，变压器磁芯***用双边磁化方式，提高了磁芯的利用率。开关管所承受的电压等于电源电压，这使得它特别适合在高压环境下使用。通过使用分压电容，可以轻松解决直流偏磁问题。然而，原边存在电压短路的风险，需注意安全。

推挽的，优点是变压器线圈双边磁芯，磁芯利用率高，变压器可以做得体积更小，器件承受电压能力高。

但都是一次测加的开关元件，缺点很明显：电源侧不连续，谐波含量大，对电源不利。2推挽的：比单端好些，电源侧连续。但是，中间抽头不好做，提高制作成本。3半桥和全桥：在输出电压相同的情况下，半桥逆变的每个管子承受的反压是全桥的两倍。增加成本。

主要缺点：电源侧不连续，谐波含量大，对电源不利。推挽式 主要优点：高频变压器磁芯利用率高（与单端电路相比）、电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。

主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。

开关电源拓扑结构是电路设计中的关键组成部分，涉及多种基础结构和波形。本文主要探讨20种常见的开关电源拓扑，包括其特点、工作原理及优缺点。 基本拓扑结构：Buck降压、Boost升压、Buck-Boost、Flyback、Forward、Two-Transistor Forward、Push-Pull、Half Bridge、Full Bridge、SEPIC、C’uk。

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