正激变压器为什么会饱和?
MicroSound2014/07/08电子技术 IP:江西
本帖最后由 lovevirus 于 2014-7-8 21:44 编辑

我觉得这个问题不光我们这些外行人搞不懂,估计搞电源的很多人也未必真的弄明白了。

对于正激变压器来说由于次级线圈会抵消初级产生的磁通,按理说是不应该饱和的,但是实际上还是会饱和的。我们假设变压器饱和安匝数为100,先假一个极端情况设次级开路,这个时候很好理解,因为只有初级线圈的安匝数,当初级达到100安匝数,变压器就饱和了。然后我们再假设另一个极端情况次级短路,对于这种情况,如果可以耦合的很好,次级产生的磁通会全部抵消掉初级产生的磁通,永远也不会达到饱和的安匝数。大家也注意到了刚才我做的一个假设,就是“耦合的很好”,也正是这个假设才会造成变压器永远不会饱和。

对于理想变压器和现实变压器的区别,其中一点就是现实变压器耦合系数不为1,也就是我们常说的漏感。如果这个推测是正确的,那么我们对于平时一些观点就要改变,那就是只要可以降低漏感,那么任意小的磁芯都可以制造比我们原来想象中大的多功率的变压器。但是总感觉这个这个推论是有点问题的,什么问题呢,那就是在现实中固定大小的磁芯是不可能传递无穷大功率的,我们能不能找到反例呢,就是让漏感足够小,但是也能证明磁芯传递的功率不是无穷大的,有的,那就是自耦变压器,自耦变压器的漏感相对于两个独立的线圈要小的多,因此同样体积的自耦变压器功率比非自耦的要大很多,但还是不能传递无穷大的功率,问题在什么地方呢?

我们可以把思维跳跃到现实生活中,用生活中的例子做比喻来形容正激变压器和反激变压器,如果把变压器传递能量类比做日常生活中用容器倒水和用管子传输水,那么正激就是好比用管子传输水,反激就好比是用容器来倒水。磁芯大好比管子粗和容器大,频率高好比管子输送水或者容器倒水的频率高,这些概念和原理基本上是类似的。

我们来研究一下水管传输水的过程,如果出水端可以立刻马上把水能流走,那么我们似乎只用一个比较细的管子就可以输送任意大的水流,这显然是不实际的,那么限制水管水流大小的原因是什么呢,我们已知的因素一个是水管壁对水有一个粘滞作用,管子越细这个效应越明显。另外一个因素是推动水流动需要一个压力,如果出水口水位比较高,这个力会更大,这个力也会对水管壁产生作用,水管壁所承受的压力也是有限的,因此这些因素都会限制水管的输水量。

现在我们回到变压器上来,我们不免会想,变压器中是否也会有类似的原因限制了变压器磁芯传输功率的大小呢?
来自:电子信息 / 电子技术
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~~空空如也
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9年10个月前 IP:未同步
700298
有点意思,楼主继续
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hanbreen
9年10个月前 IP:未同步
700348
设计不合理什么变压器都会饱和。会不会饱和取决于磁通密度,每圈电压乘以通电时间除以磁芯截面积等于磁通密度。比如磁芯截面积1平方米,每圈电压1伏,通电持续时间1秒,磁通密度就是1特斯拉。一般锰锌铁氧体磁通密度达到0.5特斯拉左右就会饱和。
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MicroSound作者
9年10个月前 IP:未同步
700353
hanbreen 发表于 2014-7-9 08:54
设计不合理什么变压器都会饱和。会不会饱和取决于磁通密度,每圈电压乘以通电时间除以磁芯截面积等于磁通密 ...


正激变压器由于存在次级抵消初级的磁通,是不能单纯用你说的这个算法进行计算的
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hanbreen
9年10个月前 IP:未同步
700373
lovevirus 发表于 2014-7-9 09:45
正激变压器由于存在次级抵消初级的磁通,是不能单纯用你说的这个算法进行计算的


你找一个正激的开关电源把变压器的改成1圈试试,敢吗?
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MicroSound作者
9年10个月前 IP:未同步
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本帖最后由 lovevirus 于 2014-7-9 17:46 编辑

hanbreen 发表于 2014-7-9 11:18
你找一个正激的开关电源把变压器的改成1圈试试,敢吗?


有啥不敢的,做zvs的时候我就用过1匝的,用的铜皮,匝数少了频率高些,不过这个和我们讨论的主题么关系呢?
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守候有多难
9年10个月前 IP:未同步
700495
我也很想知道,尤其是想知道,正激有磁复位电路还会不会饱和?
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MicroSound作者
9年10个月前 IP:未同步
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本帖最后由 lovevirus 于 2014-7-9 20:09 编辑

守候有多难 发表于 2014-7-9 19:59
我也很想知道,尤其是想知道,正激有磁复位电路还会不会饱和?


正激的磁通复位也需要时间,如果复位时间小于Toff就不会饱和,如果大于Toff就会饱和
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守候有多难
9年10个月前 IP:未同步
700517
lovevirus 发表于 2014-7-9 20:03
正激的磁通复位也需要时间,如果复位时间小于Toff就不会饱和,如果大于Toff就会饱和


那么,这么说,给它足够的死区时间进行磁复位就不会饱和了,对吧!
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MicroSound作者
9年10个月前 IP:未同步
700521
守候有多难 发表于 2014-7-9 20:48
那么,这么说,给它足够的死区时间进行磁复位就不会饱和了,对吧!


是这样的,你这么一问,我感觉我讨论的问题标题应该改成“限制正激变压器功率的原因是什么?”更合适些,哈哈
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守候有多难
9年10个月前 IP:未同步
700525
lovevirus 发表于 2014-7-9 21:06
是这样的,你这么一问,我感觉我讨论的问题标题应该改成“限制正激变压器功率的原因是什么?”更合适些, ...


没什么关系,反正都和变压器功率的有关。你这么一说我也知道以前的问题的答案了。
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金坷居士
9年4个月前 IP:北京
734628
之前没看到 励磁电感啊励磁 对于稳态的任何变换器来说初级的VT乘鸡必须相等
对于正激 有Vin*Ton = Vres * Tres, Tres < Toff
Vres和Tres都取决于复位方式

再者说 如果没有复位的话 开关管关闭之后励磁电感上储存的能量没地方释放 电流不能突变于是在开关管上产生一个超超超高压然后就BoomBoomBooooom惹QwwwwwQ
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ouyang2253
9年4个月前 IP:广东
735028
限制正激变压器功率的主要原因是磁心的磁通密度,因为它值不可能无穷的大
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changle
9年4个月前 IP:未同步
735049
不知道是我没看明白,还是LZ不懂变压器工作原理
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hanbreen
9年4个月前 IP:广东
735050
引用 ouyang2253:
限制正激变压器功率的主要原因是磁心的磁通密度,因为它值不可能无穷的大
少说了一个,还有线圈电阻。
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金坷居士
9年4个月前 IP:北京
735052
引用 hanbreen:
少说了一个,还有线圈电阻。
磁通密度和散热吧
为了照顾散热得考虑线圈的体积
这就是磁心截面积和窗口面积的事了
AP法选择磁心就是这个原理(
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MicroSound作者
9年1个月前 IP:广东
760235
引用 changle:
不知道是我没看明白,还是LZ不懂变压器工作原理
那种表面的上的原理,中学物理都有解释,我说的是更本质一些的问题
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MicroSound作者
9年1个月前 IP:广东
760238
这个问题我觉得还是没有人能说出个合理的解释来,就好比电源网讨论正激变压器磁芯是否需要开气隙一样,讨论了好几年也没有合理的结论
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小蜜蜂
9年0个月前 IP:江西
763937
[s::loveliness:]楼主,我是新人,对变压器、电感不太懂。问下,一个电感,我只知道关断时产生的电压匝数有关(高中书上说的)(我的理解是电感量),感觉还跟关断的dt/dt有关,只是感觉而已。          [s:31]有没有什么公式,计算一个电感关断时产生的电动势啊?
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小蜜蜂
9年0个月前 IP:江西
763939
引用 lovevirus:
那种表面的上的原理,中学物理都有解释,我说的是更本质一些的问题
我电路是学维修入的门,系统知识不太好。有没有深入解释变压器工作原理的。比如说三极管的电荷工作时怎么走的。我想理解变压器、电流、磁这些在工作时的微观工作状态的,有吗?
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MicroSound作者
9年0个月前 IP:广东
764057
引用 小蜜蜂:
楼主,我是新人,对变压器、电感不太懂。问下,一个电感,我只知道关断时产生的电压匝数有关(高中书上说的)(我的理解是电感量),感觉还跟关断的dt/dt有关,只是感觉而已。          有没有什么公式,计算一个电感关断时产生的电动势啊?
因为电感是电流源,关断电感理论上可以产生任意高的电压,但是由于损耗,杂散电容,不会无限高,具体多高应该是去除损耗后的能量积聚在杂散电容上
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MicroSound作者
9年0个月前 IP:广东
764060
平时我们学的模电根本看不懂三极管原理的,我发个我见过所认为相对容易理解的文档
attachment icon 三极管的工作原理.docx 169.38KB DOCX 106次下载
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flyjack
9年0个月前 IP:北京
764086

只要有漏感就不可能无限增加功率,否则漏感就足以饱和。如果没有漏感,实际上就不需要铁芯了,也就没有什么饱和了,变成一个理想的电磁场耦合,这个时候提供制约的就是材料本身了。

另外,只要有负载,不是理想短路,那么线圈上就需要提供电势,电势来自于线圈磁场变化,对于铁芯来说,这种反复的磁化对应微观上磁畴的方向改变,必然是要支付能量的,也会发热。也就是说,只要线圈建立交流磁场,就有铁损。

如果没有铁芯,或者铁芯损耗极小,才有可能提高能量密度。变压器损耗不就是漏抗+铜损+铁损,只要这些损耗存在,就不可能无限增长能量。
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MicroSound作者
9年0个月前 IP:广东
764201
引用 flyjack:
只要有漏感就不可能无限增加功率,否则漏感就足以饱和。如果没有漏感,实际上就不需要铁芯了,也就没有什么饱和了,变成一个理想的电磁场耦合,这个时候提供制约的就是材料本身了。

另外,只要有负载,不是理想短路,那么线圈上就需要提供电势,电势来...
在现实变压器中也存在没有漏感的变压器,自耦变压器
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flyjack
9年0个月前 IP:北京
764399
引用 lovevirus:
在现实变压器中也存在没有漏感的变压器,自耦变压器

自耦变一样有漏抗这个参数,无损传递只是一个理想状态
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冲压发动机
8年9个月前 IP:湖北
777704
俺的理解是,磁芯好比是一个破水桶,一边拿盆往里面灌水(励磁),完事又漏水(磁复位),而且还有剩余很多(剩余磁通)。灌水量大于漏水就满了(饱和)。
请勿见笑。。。
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