当输入电压是一序列单极性矩形脉冲时,根据电磁感应定律,在变压器铁芯中将产生一个磁通密度增量与之对应,即:
如果能忽略涡流影响,则磁场强度H的平均值取决于导磁体材料的性质。变压器初级线圈内的磁化电流的增长与H成正比。在特性曲线的直线段内磁场强度H、磁化电流 和磁通密度B都以线性变化。
脉冲电压作用结束后( t > τ ),变压器中的磁化电流将按变压器的输出电路特性,即电路参数确定的规律下降,变压器铁芯内的磁场强度和磁通密度也相减弱,此时变压器线圈内产生反极性电压,即反电动势。变压器的输出电路特性实际上就是第一章中已经详细介绍过的正、反激电压输出电路特性。
上面分析虽然都是以单极性脉冲输入为例,但对双极性脉冲输入同样有效;在方法上,只须把双极性脉冲输入看成是两个单极性脉冲分别输入即可。
开关电源变压器分单激式开关电源变压器和双激式开关电源变压器,两种开关电源变压器的工作原理和结构并不是完全一样的。单激式开关电源变压器的输入电压是单极性脉冲,并且还分正反激电压输出;而双激式开关电源变压器的输入电压是双极性脉冲,一般是双极性脉冲电压输出。
另外,为了防止磁饱和,在单激式开关电源变压器的铁芯中一般都要留气隙;而双激式开关电源变压器的铁芯磁通密度变化范围相对来说比较大,一般不容易出现磁饱和现象,因此,一般都不用留气隙。
单激式开关电源变压器还分正激式和反激式两种,对两种开关电源变压器的技术参数要求也不一样;对正激式开关电源变压器的初级电感量要求比较大,而对反激式开关电源变压器初级电感量的要求,其大小却与输出功率有关。
双激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗比较大,而单激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗却比较小。这些参数基本上都与变压器铁芯的磁化曲线有关。
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