做DC-DC才發(fā)現(xiàn)變壓器變的不那么簡(jiǎn)單,甚至還需要自己來(lái)設(shè)計(jì),因?yàn)樽儔浩鞯奶匦灾苯記Q定著converter的性能,當(dāng)我去了解高頻變壓器時(shí)才發(fā)現(xiàn)其實(shí)自己連最基本的一些變壓器原理都沒(méi)搞清楚。
首先,為什么不能用非閉合鐵芯電感做變壓器,其實(shí)也是可以的,只是如果想用電感做變壓器那體積需要大的不得了。因?yàn)殍F芯不閉合,比如一根直鐵芯,根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式,要想產(chǎn)生很強(qiáng)的磁通就需要極其大電流,則根據(jù)電感=磁通/電流的關(guān)系,說(shuō)明這種情況下電感是很小的。也就是說(shuō)想產(chǎn)生很大的磁通需要特別大的勵(lì)磁電流,因?yàn)橹挥泻艽蟮拇磐ㄗ兓拍鼙WC得到想要的二次電壓。

所以呢就把鐵芯閉合起來(lái),結(jié)果呢,磁通全部在鐵芯里流,鐵芯磁阻很小,所以很小的電流就能產(chǎn)生很大的磁通,這顯然可以減小變壓器的體積,所以變壓器電感很大。
但為啥有時(shí)還有加氣隙呢,因?yàn)橛行┳儔浩麟姼刑罅?,稍微有些?lì)磁電流就會(huì)產(chǎn)生很大的磁通,有些場(chǎng)合不--需要這樣,希望隨著勵(lì)磁電流增加磁通能以稍微慢一點(diǎn)速度增加,這時(shí)加氣隙就是一個(gè)很好的辦法,因?yàn)闅庀兜膶挾戎苯記Q定著磁通隨勵(lì)磁電流的變化率。
為什么提出高頻變壓器,因?yàn)樽鯠C-DC設(shè)計(jì)時(shí),變壓器實(shí)際工作在高頻狀態(tài),至少是幾KHz的方波。想想加高頻信號(hào)變壓器會(huì)有什么變化。由電壓等于磁通的變化,頻率越高就意味著磁通變化越快,所以產(chǎn)生相同幅值的電壓需要的磁通就變小,則需要的勵(lì)磁電流也變小。E=4.44fNQ(E電動(dòng)勢(shì),f頻率,N匝數(shù),Q磁通)所以呢對(duì)高頻變壓器,需要的體積就更小了。
但并不是所有的鐵芯都可以做高頻變壓器,因?yàn)轭l率增加后鐵芯的損耗會(huì)增加,并且增加很快,所以一定要選電阻很大的鐵芯,這樣根據(jù)P=I2R,損耗就會(huì)變小。那么為什么變壓器會(huì)有帶寬,既輸出電壓幅值到某一頻率時(shí)開(kāi)始減小,原因就是磁疇的轉(zhuǎn)動(dòng)是一個(gè)物理過(guò)程,有慣性和時(shí)間需要的,這就說(shuō)明磁通的響應(yīng)需要時(shí)間。所以當(dāng)磁通跟不上外加電壓變化時(shí),二次側(cè)電壓自然會(huì)變小。
所以高頻變壓器材料選擇考慮2個(gè)因素。
1 內(nèi)部電阻越大越好
2 磁疇的慣性常熟越小越好,既磁阻越小越好
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