导轨开关电源变压器涡流损耗分析

导轨开关电源变压器的涡流损耗占开关电源总损耗的很大一部分。如何降低开关电源变压器的涡流损耗是开关电源变压器或开关电源设计中的一个重要内容。变压器生产中涡流损耗的原理相对简单，因为变压器铁芯不仅是一种良好的导磁材料，也是一种电导体。当交变磁力线穿过导体时，导体中会产生感应电动势。在感应电动势的作用下，导体中会产生回路电流来加热导体。由于交变磁力线穿过导体并在导体中产生感应电动势和回路电流，这种现象被称为涡流，因为由它产生的回路电流不是作为能量输出，而是在它自己的导体中损耗。单励磁开关电源变压器的涡流损耗计算不同于双励磁开关电源变压器。然而，计算单励磁开关电源变压器涡流损耗的方法，只需稍加改变，就可以计算双励磁开关电源变压器的涡流损耗。例如，双励磁开关电源变压器的双极性输入电压被视为极性不同的两个单极性输入电压，从而可以实现双励磁开关电源变压器涡流损耗的计算。因此，下面仅详细分析单励磁开关电源变压器的涡流损耗计算。

当DC脉冲电压施加到变压器初级线圈的两端时，励磁电流通过变压器初级线圈，并且在变压器芯中产生磁场强度H和磁通密度B，这两者都由以下公式确定：

B=B  * t/B(0)(2-44)

H=H  * t/H  H(0)(2-45)

在上式中，B和H分别是磁通密度增量和磁场强度增量，是DC脉冲宽度，当t=0时，B(0)和H(0)分别是磁通密度B和磁场强度H。

为了减少涡流损耗，传统的变压器铁芯通常由许多薄铁片组成，简称为铁屑，它们相互重叠并相互绝缘。图2-18示出了导轨开关电源变压器芯或变压器芯中的铁屑。我们可以把这些铁片想象成由许多紧密结合在一起的“线圈”(如图中虚线所示)组成的。当交变磁力线垂直穿过这些“线圈”时，在这些“线圈”中将产生感应电动势和感应电流。由于这些“线圈”的电阻，这些“线圈”将失去电磁能量。