开关变压器的伏秒容量与测量

，初始磁化曲线就不再存在了。因此，在开关变压器中，开关变压器铁芯的磁化一般都不是按初始磁化曲线来进行工作的，而是随着磁场强度增加和减少，磁感应强度将沿着磁化曲线ab和ba，或磁化曲线cd和dc，来回变化。当磁场强度增加时，磁场强度对开关变压器铁芯进行充磁；当磁场强度减少时，磁场强度对开关变压器铁芯进行退磁。

磁场强度由0增加到H1，对应的磁感应强度由Br1沿着磁化曲线ab增加到Bm1；而当磁场强度由H1下降到0时，对应的磁感应强度将由Bm1沿着磁化曲线ba下降到Br1。如果不考虑磁通的方向，磁通的变化量就是⊿B1 ，即磁通增量⊿B1 = Bm1－Br1。

如果磁场强度进一步增大，由0增加到H2，则磁化曲线将沿着曲线cd和dc进行，对应产生的磁通增量⊿B2 = Bm2－Br2。
由图3中可以看出，对应不同的磁场强度，即不同的励磁电流，磁通变化量也是不一样的，并且磁通变化量与磁场强度不是线性关系。图4是磁感应强度与磁场强度相互变化的函数曲线图。图4中，曲线B是磁感应强度与磁场强度对应变化的曲线；曲线 为导磁率与磁场强度对应变化的曲线。其中：

B=μH （6）

由图4中可以看出，导磁率最大的地方并不是磁感应强度或磁场强度最小或最大的地方，而是位于磁感应强度或磁场强度的某个中间值的地方。当导磁率达到最大值之后，导磁率将随着磁感应强度或磁场强度增大，而迅速下降；当导磁率下降到将要接近0的时候，我们就认为开关变压器铁芯已经开始饱和。如图中Bs和Hs。

由于导磁率的变化范围太大，且容易饱和，因此，一般开关电源使用的开关变压器都要在开关变压器铁芯中间留气隙。图5-a) 是中间留有气隙开关变压器铁芯的原理图，图5-b) 是中间留有气隙的开关变压器铁芯的磁化曲线图，及计算开关变压器铁芯最佳气隙长度的原理图。

图5-b) 中，虚线是没留有气隙开关变压器铁芯的磁化曲线，实线是留有气隙开关变压器铁芯的磁化曲线；曲线b是留有气隙开关变压器铁芯的等效磁化曲线，其等效导磁率，即曲线的斜率为 tgβ；μa 是留有气隙开关变压器铁芯的平均导磁率；μc 是没留有气隙时开关变压器铁芯的导磁率。

由图5可以看出，开关变压器铁芯的气隙长度留得越大，其平均导磁率就越小，而开关变压器铁芯就不容易饱和；但开关变压器铁芯的平均导磁率越小，开关变压器初、次级线圈之间的漏感就越大。因此，开关变压器铁芯气隙长度的设计是一个比较复杂的计算过程，并且还要根据开关电源的输出功率以及电压变化范围（占空比变化范围）综合考虑。不过我们可以通过对开关变压器伏秒容量的测量，同时检查开关变压器铁芯气隙长度留得是否合适。关于开关变压器铁芯气隙长度的设计，准备留待以后有机会再进行详细分析。

顺便说明，图4中表示导磁率的 的曲线也不是一成不变的，它受温度的影响非常大。由于开关变压器磁芯也是一种半导体材料（金属氧化物），很多半导体器件就是用金属氧化物来制造的，如热敏电阻、场效应管等。半导体材料的特性就是受温度的影响很灵敏，当温度上升到一定范围以后，开关变压器磁芯的电阻率就会变小，并开始导电。

因此，当温度升高到一定范围以后，在开关变压器磁芯内部就会产生很大的涡流损耗，并使铁芯有效导磁率急速下降。这个使开关变压器磁芯有效导磁率急速下降的温度点，我们把它称为居里温度点。在实际应用中，我们可以把开关变压器磁芯有效导磁率下降到最大值的70%时的温度，定义为居里温度点。

如图6所示。图6是日本TDK公司高导磁率材料H5C4系列磁芯初始导磁率 随温度变化的曲线图，其居里温度大约为105℃。

由图6可以看出，开关变压器磁芯的使用环境温度，对开关变压器的性能影响是非常大的。但我们在使用开关变压器的时候，就很少有人去考虑或检测开关变压器磁芯的居里温度。目前，一般开关变压器还都大量选用铁氧体磁芯，这种铁氧体磁芯的居里温度一般都在120℃左右，因此，我们对开关变压器进行设计时工作温度最好不要超过110℃。