最基礎的反激式變壓器直流開(kāi)關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖。
在這一電路系統中，Ui是直流開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓，T是開(kāi)關(guān)變壓器，K是控制開(kāi)關(guān)，C是儲能濾波電容，R是負載電阻。下圖是反激式變壓器直流開(kāi)關(guān)電源的電壓輸出波形。
直流開(kāi)關(guān)電源變壓器和開(kāi)關(guān)管一起構成一個(gè)自激（或他激）式的間歇振蕩器，從而把輸入直流電壓調制成一個(gè)高頻脈沖電壓。在反激式電路中，當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，變壓器把電能轉換成磁場(chǎng)能儲存起來(lái)，當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)則釋放出來(lái)。在正激式電路中，當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，輸入電壓直接向負載供給并把能量?jì)Υ嬖趦δ茈姼兄?。當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，再由儲能電感進(jìn)行續流向負載傳遞。
變壓器的初級電感量是202uH，參與耦合的卻只有200uH，那么有2uH是漏感。次級是50uH，沒(méi)有漏感。變壓器的電感比是200：50，那么意味著(zhù)變壓器的匝比NP/NS=2：1設定瞬態(tài)掃描，時(shí)間10ms，步長(cháng)10ns，穩態(tài)時(shí)的波形：
t0時(shí)刻，MOS開(kāi)通，初級電流線(xiàn)性上升。
t1時(shí)刻，MOS關(guān)斷，初級感應電動(dòng)勢耦合到次級向輸出電容轉移能量。漏感在MOS上產(chǎn)生電壓尖峰。輸出電壓通過(guò)繞組耦合，按照匝比關(guān)系反射到初級。這些和CCM模式時(shí)是一樣的。這一狀態(tài)維持到t2時(shí)刻結束。
t2時(shí)刻，次級二極管電流，也就是次級電感電流降到了零。這意味著(zhù)磁芯中的能量已經(jīng)完全釋放了。那么因為二管電流降到了零，二極管也就自動(dòng)截止了，次級相當于開(kāi)路狀態(tài)，輸出電壓不再反射回初級了。由于此時(shí)MOS的Vds電壓高于輸入電壓，所以在電壓差的作用下，MOS的結電容和初級電感發(fā)生諧振。諧振電流給MOS的結電容放電。Vds電壓開(kāi)始下降，經(jīng)過(guò)1/4之一個(gè)諧振周期后又開(kāi)始上升。由于RCD箝位電路的存在，這個(gè)振蕩是個(gè)阻尼振蕩，幅度越來(lái)越小。
t2到t3時(shí)刻，變壓器是不向輸出電容輸送能量的。輸出完全靠輸出的儲能電容來(lái)維持。
t3時(shí)刻，MOS再次開(kāi)通，由于這之前磁芯能量已經(jīng)完全釋放，電感電流為零。所以初級的電流是從零開(kāi)始上升的。
繞組的電壓關(guān)系——變壓器基本特性
法拉第定律:
根據法拉第定律，得出輸入輸出電壓的關(guān)系：匝數比
楞次定律---變壓器的電流關(guān)系
閉合回路中感應電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場(chǎng)來(lái)”阻礙”引起感應電流的磁通量的變化。
可用作變壓器磁芯的軟磁材料
選擇磁性材料的關(guān)鍵點(diǎn)：
Ａ：磁心的飽和磁密度
Ｂ：磁心的損耗(儲能與放能之差)
關(guān)于飽和磁密度：
磁飽和是磁性材料的一種物理特性，指的是導磁材料由于物理結構的限制，所通過(guò)的磁通量無(wú)法無(wú)限增大，從而保持在一定數量的狀態(tài)。
磁飽和是一種磁性材料的物理特性，磁飽和產(chǎn)生后，在有些場(chǎng)合是有害的，但有些場(chǎng)合有時(shí)有益的。比方磁飽和穩壓器，就是利用鐵心的磁飽和特性達到穩定電壓的目的的。電源變壓器，如果加上的電壓大大超過(guò)額定電壓，則電流劇增，變壓器很快就會(huì )發(fā)熱燒毀。
假定有一個(gè)電磁鐵，通上一個(gè)單位電流的時(shí)候，產(chǎn)生的磁場(chǎng)感應強度是1，電流增加到2的時(shí)候，磁感應強度會(huì )增加到2.3，電流是5的時(shí)候，磁感應強度是7，但是電流到6的時(shí)候，磁感應強度還是7，如果進(jìn)一步增加電流，磁感應強度都是7不再增加了，這時(shí)就說(shuō)，電磁鐵產(chǎn)生了磁飽和。
有磁芯的電感器有磁飽和問(wèn)題, 在電感器中加鐵氧體或其他導磁材料的磁芯, 可以利用其高導磁率的特點(diǎn), 增大電感量減少匝數減小體積和提高效率. 但是由于導磁材料物理結構的限制, 通過(guò)的磁通量是不可以無(wú)限增大. 通過(guò)一定體積導磁材料的磁通量大到一定數量將不再增加, 不管你再增加電流或匝數, 就達到磁飽和了. 尤其在有直流電流的回路中, 如果其直流電流已經(jīng)使磁芯飽和, 電流中的交流分量將不能再引起磁通量的變化. 電感器就失去了作用.
B-H曲線(xiàn)
用圖形來(lái)表示某種鐵磁材料在磁化過(guò)程中磁感強度B與磁場(chǎng)強度H之間關(guān)系的一種曲線(xiàn)，又叫B-H曲線(xiàn)。這種曲線(xiàn)可以通過(guò)實(shí)驗方法測得。B與H之間存在著(zhù)非線(xiàn)性關(guān)系。當H逐漸增大時(shí)，B也增加，但上升緩慢（oa段）。當H繼續增大時(shí)，B急驟增加，幾乎成直線(xiàn)上升（ab段），當H進(jìn)一步增大時(shí)，B的增加又變得緩慢，達到c點(diǎn)以后，H值即使再增加，B卻幾乎不再增加，即達到了飽和。不同的鐵磁材料有著(zhù)不同的磁化曲線(xiàn)，其B的飽和值也不相同。但同一種材料，其B的飽和值是一定的。
磁場(chǎng)強度和磁感應強度均為表征磁場(chǎng)磁場(chǎng)強弱和方向的物理量
磁感應強度是一個(gè)基本物理量,較容易理解,就是垂直穿過(guò)單位面積的磁力線(xiàn)的數量.磁感應強度可通過(guò)儀器直接測量.磁感應強度也稱(chēng)磁通密度,或簡(jiǎn)稱(chēng)磁密.常用B表示.其單位是韋伯/平方米（Wb/m^2）或特斯拉（T）
磁場(chǎng)傳播需經(jīng)過(guò)介質(zhì)（包括真空）,介質(zhì)因磁化也會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng),這部分磁場(chǎng)與源磁場(chǎng)疊加后產(chǎn)生另一磁場(chǎng).或者說(shuō),一個(gè)磁場(chǎng)源在產(chǎn)生的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)介質(zhì)后,其磁場(chǎng)強弱和方向變化了
為了描述磁場(chǎng)源的特性,也為了方便數學(xué)推導,引入一個(gè)與介質(zhì)無(wú)關(guān)的物理量H,H=B/u0-M,式中,u0為真空磁導率,M為介質(zhì)磁化強度.這個(gè)物理量,就是磁場(chǎng)強度.磁場(chǎng)強度的單位是安/米（A/m）。
簡(jiǎn)單的說(shuō)：B是結果（最后產(chǎn)生的磁感應結果）、H是外因（外界對介質(zhì)施加單的磁的強度）。
磁損曲線(xiàn)
磁心的Bmax的選擇方法
f
f*B: 表現一個(gè)材料在一個(gè)頻率下所能通過(guò)的B的能力
A.頻率提高, 磁能材料能夠通過(guò)功率的能力提高
B.頻率提高到一定程度,會(huì )有一個(gè)更好的高頻材料來(lái)接替
一般情況下，需通過(guò)設計保證Bm（最大磁通密度）小于或遠小于Bs（飽和磁通密度），而工作磁通密度是-Bm~Bm間的任意一個(gè)數值。特殊情況下，可有Bm=Bs
一般情況下
fs<150KHz,Bmax取決于Bs,
假設fs=100KHz,取Bs的80%為基準,材質(zhì)3C96 ,Bmax=0.5*80%*Bs=136mT
fs>300KHz, Bmax取決磁損Pcv
假設頻率fs=400KHz,取單位磁損為300mw/cc,材質(zhì)N49, Bmax=32000HzT/400KHz=80mT
fs在150K至300K之間時(shí), Bs和Pcv都考慮,取其小值.
假設頻率fs=200KHz, 材料3C96,Pcv<300mw/cc
B1=0.5*80%*Bs=136mT;B2=28000HzT/200KHz=140mT,
取B1和B2中的小值作為Bmax=136mT
選擇磁心的形狀
形狀分類(lèi)
特點(diǎn)
適用情況
EE,ER,EC,ETD
常規鐵心,價(jià)格低廉,窗口面積大,大功率時(shí)易作安規.
小功率的輔助電源，大功率電源，
應用于功率密度較低的場(chǎng)合
EFD
平面化的EE類(lèi)鐵心
應用情況同上，應用于功率密度較低，且要求Low Profile，表貼或沉降式結構
PQ,RM
窗口面積較ＥＥ類(lèi)的小，而Ae較ＥＥ類(lèi)的大，
應用于高功率密度的條件．
也適于作輸出電感或ＰＦＣ電感
窗口開(kāi)口較小，不適合作很多路輸出變壓器
形狀分類(lèi)
特點(diǎn)
適用情況
PJ
ＰＯＴ Core的改進(jìn)版，Ae大窗口小，磁屏蔽效果好；高度較矮
用于高功率密度且對高度有一定要求的變壓器設計；不適合飛線(xiàn)，不適合使用Margin tape做安規
EQ
ＰＪ，ＰＱ的改進(jìn)版，窗口條件比PJ好，高度和Ae比ＰＱ好；磁屏蔽效果不如PJ
Planar EE
低高度，Ae大，窗口??；中柱長(cháng)寬比大，不適于繞線(xiàn)
應用于ＰＣＢ繞組等預制好的繞組的變壓器和電感器
導線(xiàn):
線(xiàn)架 Bobbin：
顧名思義，Bobbin(線(xiàn)架或骨架) 在變壓器中起支撐 Coil(線(xiàn)圈) 的作用。
Bobbin 的分類(lèi)：
1、依據變壓器的性質(zhì)要求不同，按材質(zhì)分為：熱塑性材料，熱固性材料。
熱塑性材料我們常用的有尼龍(NYLON) ，塑料(PET) ，塑料( PBT) 三種。熱
固性材料我們常用到的有電木(PM) 。
2、依據變壓器的形狀不同，Bobbin 又分為立式，臥式，子母式，抽屜式，單元格，雙格。
特性及用途：
1、電木(PM) ：熱固性材料，穩定性高，不易變形，耐溫 150°C，可承受 370°C 的高
溫。表面光滑，易碎，不能回收。用于耐溫較高的變壓器。
2、尼龍(NYLON) ：熱塑性材料，工程塑料，延展性好，不易碎，耐溫 115°C，易吸水，使用前先用 80°C 的溫度烘烤，使固性穩定。表面光滑，半透明，不易碎。一般用于耐油性強的變壓器上。
3、塑料(PET) ：熱塑性材料，510 系統，硬性高，易成形。不易變形，耐溫 170°C，表面不光滑，不易碎，一般用于繞線(xiàn)管。
4、塑料(PBT) ：熱塑性材料，較軟，不易變形，不耐高溫(160°C) ，表面不光滑，不易碎一般用于繞線(xiàn)管
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