導軌開關電源變壓器渦流損耗分析

導軌開關電源變壓器的渦流損耗占開關電源總損耗的很大一部分。如何降低開關電源變壓器的渦流損耗是開關電源變壓器或開關電源設計中的一個重要內容。變壓器生產中渦流損耗的原理相對簡單，因為變壓器鐵芯不僅是一種良好的導磁材料，也是一種電導體。當交變磁力線穿過導體時，導體中會產生感應電動勢。在感應電動勢的作用下，導體中會產生回路電流來加熱導體。由于交變磁力線穿過導體并在導體中產生感應電動勢和回路電流，這種現象被稱為渦流，因為由它產生的回路電流不是作為能量輸出，而是在它自己的導體中損耗。單勵磁開關電源變壓器的渦流損耗計算不同于雙勵磁開關電源變壓器。然而，計算單勵磁開關電源變壓器渦流損耗的方法，只需稍加改變，就可以計算雙勵磁開關電源變壓器的渦流損耗。例如，雙勵磁開關電源變壓器的雙極性輸入電壓被視為極性不同的兩個單極性輸入電壓，從而可以實現雙勵磁開關電源變壓器渦流損耗的計算。因此，下面僅詳細分析單勵磁開關電源變壓器的渦流損耗計算。

當DC脈沖電壓施加到變壓器初級線圈的兩端時，勵磁電流通過變壓器初級線圈，并且在變壓器芯中產生磁場強度H和磁通密度B，這兩者都由以下公式確定：

B=B  * t/B(0)(2-44)

H=H  * t/H  H(0)(2-45)

在上式中，B和H分別是磁通密度增量和磁場強度增量，是DC脈沖寬度，當t=0時，B(0)和H(0)分別是磁通密度B和磁場強度H。

為了減少渦流損耗，傳統的變壓器鐵芯通常由許多薄鐵片組成，簡稱為鐵屑，它們相互重疊并相互絕緣。圖2-18示出了導軌開關電源變壓器芯或變壓器芯中的鐵屑。我們可以把這些鐵片想象成由許多緊密結合在一起的“線圈”(如圖中虛線所示)組成的。當交變磁力線垂直穿過這些“線圈”時，在這些“線圈”中將產生感應電動勢和感應電流。由于這些“線圈”的電阻，這些“線圈”將失去電磁能量。