開關電源原理與設計(連載65)

單激式開關電源變壓器的磁滯損耗主要出現(xiàn)在脈沖寬度不斷變化的時候，這個結果從（2-81）式和（2-82）式也可以看得出來。由于（2-81）和（2-82）兩式中減數(shù)與被減數(shù)在變化速率上相差很多個周期；當輸入脈沖寬度不斷變化的時候，就不能說它們之間的變化都是同一趨向，（2-81）式和（2-82）式中減數(shù)項的U2電壓大小以及相位變化都要受到輸入脈沖寬度進行調制；因此，它們之間的差也是不斷跟隨輸入脈沖寬度的大小而變化的。

下面我們再來分析單激式開關電源變壓器的渦流損耗。
根據(jù)（2-66）式以及圖2-19、圖2-20和圖2-26的分析結果可知，渦流損耗是由渦流損耗電流ib產(chǎn)生的。由此，可以求得渦流損耗電流ib 產(chǎn)生的半波平均功率Pb 為：

Pb= UIb = Uib （2-83）

（2-83）式中， 為渦流電流產(chǎn)生的半波平均功率；U為電源電壓幅度； Ib為渦流損耗電流的半波平均值， Ib = ib ，因為ib為一常數(shù)值。

渦流損耗電流ib 用示波器很容易可以測到， ib正好等于圖2-26-b中不跟隨時間變化的部分。
同理，如需要把渦流電流產(chǎn)生的半波平均功率轉換成全波平均功率PbT ，只須在（2-83）式的右邊再乘以輸入脈沖的占空比，即：

PbT= DUIb （2-84）

（2-84）式中， PbT為渦流電流產(chǎn)生的全波平均功率；U為電源電壓幅度； Ib為渦流損耗電流的半波平均值， Ib =ib ；D為輸入脈沖的占空比。
由于單激式開關電源變壓器的輸入電壓的正負半周是不對稱的，因此，把渦流電流產(chǎn)生的半波平均功率和全波平均功率更容易理解。

從（2-83）式和（2-84）式以及（2-66）式可以看出，單激式開關電源變壓器的渦流損耗功率，與輸入電壓脈沖的寬度成正比，與輸入電壓的平方成正比。

順便指出：（2-84）式的結果，是認為渦流損耗在t1-t2期間（圖2-26-b）完全等于0而求得的，但實際上，在t1-t2期間變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢同樣也會在變壓器鐵芯中感應產(chǎn)生渦流損耗電流，即當輸入電壓為0時刻，在變壓器鐵芯中還存在很短暫時間的渦流損耗；由于這種渦流損耗是由反電動勢提供能量來維持的，它將隨著反電動勢能量的衰減很快就衰減到0。

既然，渦流損耗會從反電動勢中攝取一部分能量，那么，反電動勢輸出給負載R1的能量就會要減少同樣一部分；即，渦流損耗的一部分能量被劃分到磁滯損耗那邊去了。因此，渦流損耗與磁滯損耗總是有點糾纏不清，要把它完全分開還是比較難的。

另外，工作于反激式輸出的大功率單激式開關電源變壓器，其初級線圈的電感相對比較小，因此，其勵磁電流比較大，要精確測試其磁滯損耗和渦流損耗也是比較困難的。因為，如果按實際工作的條件來測試，反電動勢輸出的功率非常大，因此，在負載R1上損耗的功率也將很大；如果用小功率進行測試，離實際工作條件相差太遠，測量出來的結果就沒有實際意義。

因此，（2-81）、（2-82）、（2-83）、（2-84）式最好只用于對正激式輸出的單激式開關電源變壓器進行磁滯損耗和渦流損耗功率測試，因為其初級線圈的電感相對比較大，勵磁電流比較??；如果需要對反激式輸出的單激式開關電源變壓器進行測試，最好只用于對小功率開關電源進行對比測試。

比如要對一個100瓦以上的反激式開關電源進行磁滯損耗和渦流損耗測試，我們可以用一個功率只有5瓦或10瓦的小開關電源來進行對比試驗，然后把試驗結果或優(yōu)化措施移植到大功率開關電源之中。當然開關變壓器的伏秒容量以及工作電壓和頻率應該基本一樣，試驗才會有效。