開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載78）

在反激式開關(guān)電源中，當(dāng)開關(guān)變壓器的鐵芯面積固定以后，開關(guān)變壓器的伏秒容量主要就是由磁通增量⊿B（⊿B = Bm－Br）的大小以及開關(guān)變壓器初級線圈的匝數(shù)N1來決定，如圖2-50所示。

從圖2-50可以看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場強(qiáng)度來決定的，即磁通增量⊿B也是由磁場強(qiáng)度來決定的。圖2-50中，虛線B為開關(guān)變壓器鐵芯的初始磁化曲線，所謂初始磁化曲線就是開關(guān)變壓器鐵芯還沒有帶磁，第一次使用時(shí)的磁化曲線，一旦開關(guān)變壓器鐵芯帶上磁后，初始磁化曲線就不再存在了。因此，在開關(guān)變壓器中，開關(guān)變壓器鐵芯的磁化一般都不是按初始磁化曲線來進(jìn)行工作的，而是隨著磁場強(qiáng)度增加和減少，磁感應(yīng)強(qiáng)度將沿著磁化曲線ab和ba，或磁化曲線cd和dc，來回變化。當(dāng)磁場強(qiáng)度增加時(shí)，磁場強(qiáng)度對開關(guān)變壓器鐵芯進(jìn)行充磁；當(dāng)磁場強(qiáng)度減少時(shí)，磁場強(qiáng)度對開關(guān)變壓器鐵芯進(jìn)行退磁。

圖50 磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場強(qiáng)度來決定的

圖2-50中，當(dāng)磁場強(qiáng)度由0增加到H1，對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也由Br1沿著磁化曲線ab增加到Bm1；而當(dāng)磁場強(qiáng)度由H1下降到0時(shí)，對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將由Bm1沿著磁化曲線ba下降到Br1。如果不考慮磁通的方向，磁通的變化量就是⊿B1 ，即磁通增量⊿B1 = Bm1－Br1。

如果磁場強(qiáng)度進(jìn)一步增大，由0增加到H2，則磁化曲線將沿著曲線cd和dc進(jìn)行，對應(yīng)產(chǎn)生的磁通增量⊿B2 = Bm2－Br2。

由圖2-50中可以看出，對應(yīng)不同的磁場強(qiáng)度，即不同的勵磁電流，磁通變化量也是不一樣的，并且磁通變化量與磁場強(qiáng)度不是線性關(guān)系。圖2-51是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度相互變化的函數(shù)曲線圖。圖2-51中，曲線B是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度對應(yīng)變化的曲線；曲線μ為導(dǎo)磁率與磁場強(qiáng)度對應(yīng)變化的曲線；曲線iμ為勵磁電流與磁場強(qiáng)度對應(yīng)變化的曲線。

圖51 磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度相互變化的函數(shù)曲線圖

對于圖2-51中：

B=μH （2-147）

iμ= Uτ /L （2-148）

（2-147）和（2-148）式中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，H為磁場強(qiáng)度，?μ為導(dǎo)磁率， iμ為勵磁電流，U為加到開關(guān)變壓器初級線圈兩端的電壓，L為開關(guān)變壓器初級線圈的電感，?τ為脈沖寬度。

由圖2-51中可以看出，導(dǎo)磁率最大的地方并不是磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁場強(qiáng)度最小或最大的地方，而是位于磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁場強(qiáng)度某個(gè)中間值的地方。當(dāng)導(dǎo)磁率達(dá)到最大值之后，導(dǎo)磁率將隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁場強(qiáng)度增大，而迅速下降；當(dāng)導(dǎo)磁率下降到將要接近0的時(shí)候，我們就認(rèn)為開關(guān)變壓器鐵芯已經(jīng)開始飽和，如圖中Bs和Hs。此時(shí)，開關(guān)變壓器初級線圈的電感量將下降到0，勵磁電流將變成無限大。