理想變壓器/反激變壓器/實(shí)際變壓器的工作原理

所有的磁元件都遵循兩個(gè)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(méi)有漏磁，磁芯磁導(dǎo)率無(wú)窮大，且沒(méi)有損耗，線圈沒(méi)有電阻和分布電容等等。通俗地說(shuō)，多大的功率進(jìn)去，就會(huì)有多大的功率出來(lái)，沒(méi)有任何延遲。這個(gè)和電感的能量傳輸是不一樣的，電感是需要一定時(shí)間儲(chǔ)能，然后釋放也需要時(shí)間。

如下圖所示，理想變壓器具有兩個(gè)線圈，繞在同一個(gè)磁芯上。電流從同名端流入(那個(gè)黑點(diǎn)代表同名端)，如果兩個(gè)同名端流入電流，將會(huì)在磁芯中產(chǎn)生相同方向的磁場(chǎng)。

根據(jù)電磁感應(yīng)原理，變壓器初級(jí)線圈有：

次級(jí)線圈有公式：

由于初次級(jí)線圈是共磁芯的，那么截面積A1=A2=A，同時(shí)變壓器要求處于理想狀態(tài)下，那么一個(gè)線圈中的磁通和另一個(gè)線圈耦合(理想)，就有B1=B2=B。

那么公式可以簡(jiǎn)化為：

那么從這個(gè)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(duì)于電路來(lái)說(shuō)，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(jí)電流之比和初次級(jí)匝數(shù)之比成反比。電壓升高，電流就會(huì)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(gè)開(kāi)關(guān)周期不同時(shí)間起作電感和變壓器雙重作用。

在反激式開(kāi)關(guān)電源電路中，在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，這個(gè)變壓器相當(dāng)于一個(gè)電感。此時(shí)輸入電壓加在變壓器初級(jí)，初級(jí)線圈就像電感一樣，電流呈斜坡形式上升，能量得以儲(chǔ)存(因?yàn)榇渭?jí)有二極管阻斷電路，能量無(wú)法傳輸?shù)酱渭?jí))。

當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，電流不能在初級(jí)流通了。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將會(huì)迫使次級(jí)二極管導(dǎo)通，能量從初級(jí)傳輸?shù)酱渭?jí)，并提供給負(fù)載。這個(gè)時(shí)候，反激式變壓器起為變壓器作用。

(反激式變壓器計(jì)算匝數(shù)比就是利用開(kāi)關(guān)管關(guān)斷這個(gè)階段算的，反射電壓與輸出電壓比)

3、實(shí)際變壓器

實(shí)際變壓器是不理想的，磁芯磁導(dǎo)率不是無(wú)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(shí)磁芯會(huì)飽和。

線圈不良耦合可以說(shuō)是最大的不理想，因?yàn)樗鼤?huì)造成漏感，導(dǎo)致不必要的脈沖電壓出現(xiàn)。

以上僅簡(jiǎn)單概括。

審核編輯：湯梓紅