变压器原理——根底概念
电源在现代电子设备中的重要性日渐进步，因而电源的作业功率、体积以及安全要求等技能性能指标亦随之越来越高。决议开关电源技能性能指标的许多要素中，基本上都与开关变压器有关。变压器是开关电源的要害器材，具体了解并把握开关电源变压器技能参数是十分必要的。
在剖析开关变压器的作业原理的时分，必然会触及磁场强度H和磁感应强度B以及磁通量等概念，为此，这儿咱们首要简略介绍它们的界说和概念。
1，磁通：
在自然界中无处不存在电场和磁场，在带电物体的周围必然会存在电场，在电场的效果下，周围的物体都会感应带电;相同在带磁物体的周围必然会存在磁场，在磁场的效果下，周围的物体也都会被感应发生磁通。
2，磁偶极子：
现代磁学研讨标明：全部磁现象都来源于电流。磁性材料或磁感应也不破例，铁磁现象的来源是由于材料内部原子核外电子运动构成的微电流，亦称分子电流，这些微电流的调集效应使得材料对外呈现各式各样的微观磁特性。由于每一个微电流都发生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因而，磁场强度的巨细与磁偶极子的散布有关。
3，电场强度：
在微观条件下，磁场强度能够界说为空间某处磁场的巨细。咱们知道，电场强度的概念是用单位电荷在电场中所发生的效果力来界说的，而在磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来界说磁场强度，为此，电场强度的界说只好借用流过单位长度导体电流的概念来界说磁场强度，但这个概念本应该是用来界说电磁感应强度的，由于电磁场是能够相互发生感应的。
4，导磁率：
电磁感应强度不光与流过单位长度导体的电流巨细相关，而且还与介质的特点有关。所以，电磁感应强度能够在磁场强度的根底上再乘以一个代表介质特点的系数来表明。这个代表介质特点的系数人们把它称为导磁率。
5，磁场强度H
在电磁场理论中，磁场强度H的界说为：在真空中垂直于磁场方向的通电直导线，遭到的磁场的效果力F跟电流I和导线长度 的乘积I 的比值，称为通电直导线地点处的磁场强度。或：在真空中垂直于磁场方向的1米长的导线，经过1安培的电流，遭到磁场的效果力为1牛登时，经过导线地点处的磁场强度便是1奥斯特(Oersted)。
6，磁感应强度B
电磁感应强度一般也称为磁感应强度。由于在真空中磁感应强度与磁场强度在数值上彻底持平，因而，磁感应强度在真空中的界说与磁场强度在真空中的界说是彻底相同的。所不同的是磁场强度H与介质的特点无关，而磁感应强度B却与介质的特点有关。
变压器原理——磁场强度H、磁感应强度B、磁通密度B核算公式
但许多书上都用上面界说磁场强度的办法来界说电磁感应强度，这是很不合理的;由于，电磁感应强度与介质的特点有关，那么，比如在固体介质中，人们就很难用通电直导线的办法来丈量通电直导线在磁场中所受的力，已然不能丈量，就不应该假定它所受的力与介质的特点有关。其实介质的导磁率也不是经过效果力来丈量的，而是经过电磁感应的办法来丈量的。电磁感应强度一般简称为磁感应强度。 磁场强度H和磁感应强度B由下面公式表明：
(2-1)式中磁场强度H的单位为奥斯特(Oe)，力F的单位为牛顿(N)，电流I的单位为安培(A)，导线长度的单位为米(m)。(2-2)式中，磁感应强度B的单位为特斯拉(T)， 为导磁率，单位为亨/米(H/m)，在真空中的导磁率记为 ， = 1。由于特斯拉的单位太大，人们常常运用高斯(Gs)作为磁感应强度B的单位。1特斯拉等于10000高(1T=104Gs)。
由于磁现象能够形象地用磁力线来表明，故磁感应强度B又可界说为磁力线通量的密度，即：单位面积内的磁力线通量。磁力线通量密度可简称为磁通密度，因而，电磁感应强度又能够表明为：
(2-3)式中，磁通密度B的单位为特斯拉(T)，磁通量的单位为韦伯(Wb)，面积的单位为平方米(m2)。假如磁通密度B用高斯(Gs)为单位，则磁通量的单位为麦克斯韦(Mx)，面积的单位为平方厘米(cm2)。其间，1特斯拉等于10000高斯(1T = 104Gs)，1韦伯等于10000麦克斯韦(1Wb = 104Mx)。
电磁感应强度除了能够称为磁感应强度、磁通密度外，许多人还把它称为磁感密度。至此，现已阐明，电磁感应强度B、磁感应强度B、磁通密度B、磁感应密度B等，在概念上是彻底能够通用的。
趁便阐明，在其它书上有人把磁感应强度B的界说为：B = (H+M)，其间H和M别离是磁化强度和磁场强度，而 是真空导磁率。为了简略，咱们不准备引入太多的其它概念，如有特别需求，可经过(2-2)式的界说来与其它概念进行转化。
这儿还需求强调指出，用来代表介质特点的导磁率并不是一个常数，而是一个非线性函数，它不光与介质以及磁场强度有关，而且与温度还有关。因而，导磁率所界说的并不是一个简略的系数，而是人们正在利用它来掩盖住人类至今还没有彻底提醒的，磁场强度与电磁感应强度之间的内涵联系。不过为了简略，当咱们对磁场强度与电磁感应强度进行剖析的时分，仍是能够把导磁率当成一个常数来看待，或许取它的平均值或有用值来进行核算。
变压器原理——抱负变压器
当咱们把导线刺进220V电源插座，就会发生短路现象，但是刺进变压器就不会，差异就在于变压器原边的线圈导线是绕在铁芯上的，莫非只是由于多了个铁芯，导线就失掉短路效果了吗?是的，导线刺进铁芯后就变成了电感线圈，依据楞次规则：感应电流的磁场总是要阻挠引起感应电流的磁通量的改变(留意：“阻挠”不是“相反”，原磁通量增大时方向相反，原磁通量减小时方向相同;“阻挠”也不是阻挠，电路中的磁通量仍是改变的) 。变压器原边将发生一个巨细持平，方向相反的反向电动势抵消输入的220V电压，导线中仅有弱小的励磁电流流过(保持磁场需求有一个电流)，所以，导线失掉了短路效果。
假如真是这样，那么在铁钉上绕几圈漆包线，再把导线刺进220V电源插座，是不是就不会短路了?肯定会短路的。原因便是铁芯磁饱满了，无法发生反向电动势抵消输入电压，此刻，导线仍是相当于短路线。拆开变压器，能够看到，线圈匝数许多，额外功率越大的变压器，铁芯体积越大，其间的原因便是为了让变压器作业在变压器状况，而不是进入磁饱满状况。
也便是说，咱们实践中运用的变压器都对错抱负的，有或许进入磁饱满状况，然后失掉变压器功用。咱们规划变压器的意图便是确保在额外电压，额外功率下，变压器正常作业。假如真的存在抱负变压器就不需求咱们规划了。
变压器原理——作业状况
1，作业进程详解：
开关变压器一般都是作业于开关状况;当输入电压为直流脉冲电压时，称为单极性脉冲输入，如单激式变压器开关电源;当输入电压为沟通脉冲电压时，称为双极性脉冲输入，如双激式变压器开关电源;因而，开关变压器也能够称为脉冲变压器，由于其输入电压是一序列脉冲;不过要真实比赛起来的时分，开关变压器与脉冲变压器在作业原理上仍是有差异的，由于开关变压器还分正、反激输出，这一点后边还将具体阐明。设开关变压器铁芯的截面为S，当起伏为U、宽度为τ的矩形脉冲电压施加到开关变压器的初级线圈上时，在开关变压器的初级线圈中就有励磁电流流过;一起，在开关变压器的铁芯中就会发生磁场，变压器的铁芯就会被磁化，在磁场强度为H的磁场效果下又会发生磁通密度为B的磁力线通量，简称磁通，用“”表明;磁通密度B或磁通 受磁场强度H的效果而发生改变的进程，称为磁化进程。所谓的励磁电流，便是让变压器铁芯充磁和消磁的电流。
依据法拉第电磁感应定理，电感线圈中的磁场或磁通密度发生改变时，将在线圈中发生感应电动势;线圈中感应电动势为：
式中，N为开关变压器的初级线圈的匝数; 为变压器铁芯的磁通量;B为变压器铁芯的磁感应强度或磁通密度平均值。
这儿引入磁通密度平均值的概念，是由于变压器铁芯中的磁通并不是均匀散布，磁通密度与铁芯或铁芯截面上的磁通实践散布有关。因而，在剖析比如变压器的某些微观特性的时分，有时需求运用平均值的概念，以便处理问题简略。
从(2-4)式可知，磁通密度的改变以等速改变进行，即：
假定磁通密度的初始值为B(0) = Bo(取t = 0)，当t > 0时，磁通密度以线性规则增加，磁通密度以线性规则增加，即：
当t = τ时，即时刻到达脉冲的后沿时，磁通密度到达最大值Bm = B(τ)。磁通密度增量(磁通密度初始值和最终值之差)∆B = B(τ)-B(0) = Bm-Bo 。当输入电压是一序列单极性矩形脉冲时，依据电磁感应规则，在变压器铁芯中将发生一个磁通密度增量与之对应，即：
假如能疏忽涡流影响，则磁场强度H的平均值取决于导磁体材料的性质。变压器初级线圈内的磁化电流的增加与H成正比。在特性曲线的直线段内磁场强度H、磁化电流 和磁通密度B都以线性改变。
脉冲电压效果完毕后( t > τ )，变压器中的磁化电流将按变压器的输出电路特性，即电路参数确认的规则下降，变压器铁芯内的磁场强度和磁通密度也相削弱，此刻变压器线圈内发生反极性电压，即反电动势。变压器的输出电路特性实践上便是第一章中现已具体介绍过的正、反激电压输出电路特性。
上面剖析尽管都是以单极性脉冲输入为例，但对双极性脉冲输入相同有用;在办法上，只须把双极性脉冲输入看成是两个单极性脉冲别离输入即可。
2，两类开关电源变压器的原理和结构：
开关电源变压器分单激式开关电源变压器和双激式开关电源变压器，两种开关电源变压器的作业原理和结构并不是彻底相同的。单激式开关电源变压器的输入电压是单极性脉冲，而且还分正反激电压输出;而双激式开关电源变压器的输入电压是双极性脉冲，一般是双极性脉冲电压输出。
别的，为了避免磁饱满，在单激式开关电源变压器的铁芯中一般都要留气隙;而双激式开关电源变压器的铁芯磁通密度改变规模相对来说比较大，一般不容易呈现磁饱满现象，因而，一般都不必留气隙。
单激式开关电源变压器还分正激式和反激式两种，对两种开关电源变压器的技能参数要求也不相同;对正激式开关电源变压器的初级电感量要求比较大，而对反激式开关电源变压器初级电感量的要求，其巨细却与输出功率有关。
双激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗比较大，而单激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗却比较小。这些参数基本上都与变压器铁芯的磁化曲线有关。
变压器原理——容量及功率核算公式
变压器的功率是决议于负载的，既:P2=U2II2I+U2III2II+……+U2nI2In(VA)P1=P2/η(VA)
式中：P2变压器次级功率核算值、P1变压器的初级功率核算值、U2I和U2II……变压器次级各绕组电压(V)，其值由负载决议。
I2I和I2II……变压器次级各绕组电流(A)，其值由负载决议。η为功率
变压器容量1KVA以下的变压器容量小，功率较低，一般可取η=0.8到0.9，关于变压器容量在100VA以下的，η选小值;变压器容量在100VA到1000VA者选大值。硅钢片质量差的η可选0.7
I1=P1/U1(1.1到1.2)(A)
式中:U1为初级电压(V)
1.1到1.2为考虑到空载激磁电流的经历系数
变压器容量核算出来后就能够核算硅钢片铁芯的截面积S等其他参数。
站用变压器容量核算公式：
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