开关电源变压器磁饱和解说

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防止开关变压器铁芯出现磁饱的解决方案

防止开关变压器铁芯出现磁饱的解决方案

防止开关变压器铁芯出现磁饱的解决方案单击式开关电源变压器由于输入电压为单极性电压脉冲,当脉冲幅度和宽度超过变压器的伏秒容量时,变压器铁芯将出现磁饱和。

为了防止开关变压器铁芯出现磁饱和最简单的方法是在变压器铁芯中留气隙,或采用反磁场。

当在变压器铁芯中留有气隙时,由于空气的导磁率只有铁芯导磁率的几千分之一,磁动势几乎都降在气隙上面;因此,留有气隙的变压器铁芯,其平均导磁率将会大大下降;不但剩余磁通密度也会降低,而且最大磁通密度Bm可以达到饱和磁通密度Bs;从而使磁通增量增大,变压器铁芯不再容易出现磁饱和。

如图2-24所示是留有气隙的变压器铁芯的工作原理图与磁化曲线图。

在图2-24-a中,假设l1 为气隙长度,变压器铁芯磁路的总长度为 lc,则磁路的磁通势为:△Hlc=△B(l1-lc)/μc +△Bl1/μ0上式中,μc为变压器铁芯的导磁率; μ0为空气的导磁率,其值约等于1; lc 为变压器铁芯磁路的总长度; l1为气隙的长度; △H为磁场强度增量; △B为磁通密度增量。

由于 lc >>l1 ,μ0≈1 ,所以,( lc-l1 )≈lc ,因此上式可化简为:上式中,μa为有气隙铁芯的平均导磁率,μc为变压器铁芯的导磁率, l1为气隙的长度, lc为变压器铁芯磁路的总长度。

(2-72)式中,由于μc 不是一个常数,我们不能用求导数的方法把 l1当成一个变数来求μa的最大值;另外,求μa的最大值也不是我们的主要目的;我们的愿望是在最大磁通密度增量△B 的条件下,要求平均导磁率μa也能达到最大。

我们再来看图2-24-b。

在图2-24-b中,虚线表示变压器铁芯没有气隙时的磁滞回线,实线表示变压器铁芯留有气隙时的磁滞回线,其中磁化曲线o-a为留有气隙铁芯的基本磁化曲线。

这里的基本磁化曲线与初始磁化曲线并不完全相同,这里的基本磁化曲线相当于磁化曲线的几何平均值,以便用于分析磁场强度增量△H 与磁感应密度增量△B 的关系。

开关电源变压器磁饱和解说

开关电源变压器磁饱和解说

关于变压器饱和简单一点说啦! 电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度H是磁场强度B跟H不懂没关系,再简单一点说,B场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要B不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,H是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,H跟外加电流成正比就是了.(这简单感觉就是了,不一定是真的喔.)你就简单当是你加的电流也可以啦.饱和磁通密度嘛!就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.一定会饱和啦,我们对磁性材料慢慢外加电流,磁通密度会跟着增加, 当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密度会增加得很慢,而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称为饱和磁通密度,饱和磁通密度干什么的?有什么重要?电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.)H会增加,但B不会增加(已经是饱和磁通密度,不会变了。

当磁场强度(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)沒有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出這个磁通密度,磁芯的磁导率將急剧下降,結果导电感量下降.那会有什么后果?那很简单嘛,导磁率会趋近零啦! )电感值跟导磁率成正比,导磁率趋近零,那电感值会是多少?当然是会没感值啦!没感值的电感还是电感吗?没感值的变压器会感应磁场吗?都不会啦!加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,不是电感或者是变压器了! 最后就是导致变压器电流过大,线圈发热!上面可以煎鸡蛋了注释:磁通量:垂直于某一面积所通过的磁力线的多少叫做磁通量或磁通,用ф表示,ф=BS,单位韦伯(Wb)。

如果磁感应强度为B,某平面的面积为S,该平面与磁感应强度的方向间的夹角为θ,那么该平面的磁通量为ф=BSsinθ。

磁场强度:在任何磁介质中,磁场中某点的磁感应强度B与同一点的磁导率μ的比值称为该点的磁场强度H ,即:H=B/μ。

磁饱和对变压器运行的影响与预防措施

磁饱和对变压器运行的影响与预防措施

磁饱和对变压器运行的影响与预防措施作者:黄发智来源:《科技风》2016年第21期摘要:变压器是地铁电气化区域走形轨道电路的重要组成部分。

由于不平衡电流及变压器本身结构的影响,在运行过程中变压器会经常出现磁饱和问题,而磁饱和会对地铁列车运行轨道上的传输信号造成影响。

文章主要是以地铁供电网所使用的扼流式变压器做为背景介绍变压器在运行过程中产生磁饱和的原因、影响,以及提出有效的预防措施。

关键词:磁饱和;变压器;影响;措施一、运行中的变压器产生磁饱和的原因在地铁车辆运行的供电网区域,列车的牵引电流主要是由冲击电流和稳态电流组成。

而在运行过程中产生的冲击电流主要是由以下三方面原因造成:第一,列车在满载行驶的过程中通过升弓或者变换相位时会产生50Hz的短暂性冲击电流;第二,在天气寒冷的时候,列车的接触电网上会覆盖着较多的冰凌,导致接触电网出现不良,这个时候也会产生冲击电流;第三,由于列车在隧道时会高速运行,逆变器产生较大的瞬时电流,以致变压器的过流保护开关和接触器频繁开闭,导致冲击电流频繁产生,从而对变压器的正常运行造成很大影响。

正由于产生冲击电流的原因比较多,以及受到列车行驶轨道供电网络整体结构和变压器运行状态的牵制,变压器在运行过程中会出现磁饱和现象,严重影响到列车轨道的电路信号的传输,而变压磁饱和原因分为内部原因和外部原因。

(一)磁饱和的内部原因在列车运行的过程中,由于不同型号列车的牵引电流的传输方式不相同,走形轨道两端的漏电流值和阻抗值也不一样,导致在两条轨道之间产生不平衡的电流。

由于线路所用的变压器中间是带抽头的 48 匝的信号线圈和一个 16 匝牵引线圈,交变磁场变比为3:1(如下图1所示),假设变压器是运行在平衡状态下,两个16匝线圈的流入和流出方向是相反的,由于列车在运行过程中变压器会产生交变磁场,且磁场之间在理论上是互相抵消的,但是变压器这种理想的平衡运行状态在实际的使用过程中基本上很难做到,所以,如果列车在运行过程中如果牵引电流不平衡,变压器线圈的两端就会产生电流差和干扰电压,由于变压器本身磁铁芯的空隙比较小,而干扰电压又是被直接施加到线圈上,电流差值(If)和干扰电压值(Uf)是成正比关系,这样就更容易使变压器在运行过程中产生磁饱和现象。

反激变压器磁饱和计算公式_概述说明

反激变压器磁饱和计算公式_概述说明

反激变压器磁饱和计算公式概述说明1. 引言1.1 概述反激变压器磁饱和计算公式是反激变压器设计中的重要内容,它可以用于预测和评估变压器的性能,并确保其正常运行。

在电力系统中,反激变压器广泛应用于交流电源、开关电源等领域。

磁饱和作为一种重要现象,会对变压器的工作性能产生显著影响。

因此,准确计算和预测反激变压器的磁饱和情况至关重要。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:首先,在引言部分简要介绍本文的概述;接着,在第二部分介绍反激变压器磁饱和计算公式的相关内容,包括其工作原理、定义以及影响因素,并详细解释其推导过程与假设条件;随后,在第三部分探讨该计算公式的具体应用方法,包括参数选择、精度控制以及实际应用案例的分析与讨论;而第四部分将回顾相关技术发展与未来趋势,并探讨新兴技术对反激变压器磁饱和计算公式的影响与挑战,同时展望未来的发展方向与应用前景;最后,在结论部分总结全文观点和论点,并提出关于进一步研究和探索的建议。

1.3 目的本文的目的在于全面介绍反激变压器磁饱和计算公式以及其应用,帮助读者更好地理解该计算公式在反激变压器设计中的意义和重要性。

通过深入剖析磁饱和现象以及相关计算方法,读者将能够准确预测变压器在工作过程中可能产生的磁饱和现象,并提供参考依据以进行设计优化。

此外,本文还将对相关技术发展进行回顾与展望,为读者了解未来趋势和应用前景提供指导。

最终,我们希望本文能够为反激变压器设计者及相关领域的从业人员提供有价值的信息与见解。

2. 反激变压器磁饱和计算公式2.1 反激变压器工作原理反激变压器是一种特殊类型的变压器,它采用了自感线圈来实现能量传递。

其主要结构由两个绕组组成,分别是主绕组和辅助绕组。

主绕组与输入电源相连,而辅助绕组则负责输出电压。

在工作过程中,当输入电流通过主绕组时产生的磁场发生变化时,它会诱导出一个反向的电动势在辅助绕组中,从而使得辅助绕组上产生输出电压。

2.2 磁饱和的定义和影响因素磁饱和是指当磁场强度达到一定值时,材料无法进一步增加磁感应强度的现象。

正激式开关电源变压器磁饱和机理分析与实验

正激式开关电源变压器磁饱和机理分析与实验

236电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 概述变压器是开关电源的关键元器件之一,其作用是电压变化、电流变化、功率传递、初次级隔离。

变压器参数设计不合理,可能产生磁通饱和,导致开关电源工作异常。

在环境温度较高的场合,变压器磁饱和更易产生。

本文对开关电源变压器磁饱和特性进行分析,探究变压器参数设计与验证方法,以避免发生磁饱和。

开关电源变压器磁芯材料常使用软磁材料。

软磁材料既易磁化,又易退磁。

在较弱外磁场作用下,励磁时产生较高磁感应强度,退磁时产生较低的矫顽磁力。

常用的软磁材料有电工纯铁、电工硅钢、铁镍软磁合金、铁钴钒软磁合金、软磁铁氧体等。

开关电源中主要应用的软磁材料为铁氧体。

本文主要研究以铁氧体材料为磁芯的变压器在开关电源应用中的磁饱和问题。

2 磁性材料饱和判断方法磁性材料实际应用时,通过在磁芯上施加励磁电流,观测磁芯的磁化特性曲线来判断是否磁饱和。

磁材生产厂商有专用测试仪器,测试不同使用工况下磁材的磁化特性。

但测试工况与磁材实际使用情况存在差异,对于应用于开关电源的变压器,通常基于以下三种方法来判断变压器磁芯是否饱和。

2.1 理论计算法根据厂家提供的磁材的特性参数,将变压器的实际工作状况进行理想化近似,根据设计的电感量和磁化电流的大小来确定其最大磁通量,判断其值是否超过磁材的饱和磁通量。

由于开关电源用的变压器实际工作状况是复杂的,磁通计算公式进行工程化近似,磁材手册推荐的饱和磁通量是在特定的测试条件下得到,因此基于理论计算法得到的结果只能作为初步设计阶段参考。

2.2 软件仿真法目前主流的磁性材料特性仿真分析是基于FLUENT 和ANSYS 软件进行三维电磁场有限元分析。

精确的仿真既需要对实际工况下的磁性元件进行准确建模,又需要合理地设置相应集总参数,同时要模拟励磁电路的实际输入条件。

磁饱和变压器原理和特点

磁饱和变压器原理和特点

磁饱和变压器原理和特点一、原理:磁饱和变压器的工作原理是利用磁性饱和特性,通过改变磁路的饱和状态来实现调节输出电压的目的。

一般变压器的磁路是由硅钢片制成的,磁路中的铁芯是磁能流经的路径,当对磁路中的铁芯施加直流或者交流电压的时候,会在铁芯上产生磁场。

磁饱和变压器是通过一个较小的电枢绕组,引入一个特定磁场,使得磁路中的铁芯的磁场达到饱和状态,从而改变变压器的输出电压。

二、特点:1.调节范围广:磁饱和变压器的调节范围相比普通变压器更广泛。

普通变压器的调节范围一般在±5%以内,而磁饱和变压器的调节范围可以达到±20%甚至更大。

这使得磁饱和变压器在一些特殊应用中具有较大的优势,可以满足不同工况下的电压调节需求。

2.精度高:磁饱和变压器的精度相比普通变压器更高。

由于磁饱和变压器通过调节磁场饱和来实现电压调节,可以实现较高的精度。

而普通变压器的调节通常是通过改变绕组的匝数来实现,精度相对较低。

3.可靠性好:磁饱和变压器的结构较为简单,没有复杂的电控系统,所以其可靠性相对较高。

磁饱和变压器具有较长的使用寿命和较低的维护成本。

4.体积小:由于磁饱和变压器的调节是通过改变电压施加在铁芯上的磁场,而不是改变绕组的匝数,所以磁饱和变压器的体积较普通变压器要小。

5.成本较高:由于磁饱和变压器需要通过特殊的磁饱和材料制成铁芯,而磁饱和材料价格相对较高,所以磁饱和变压器的成本也相对较高。

6.应用广泛:磁饱和变压器主要应用于一些对电压要求较高的场合,如实验室、医疗设备、高精度的测量仪器等。

此外,磁饱和变压器还可以应用于一些特殊的工况,如电力系统的峰值调节、电力质量调节等。

总之,磁饱和变压器通过调节磁场的饱和状态来实现电压调节,具有调节范围广、精度高、可靠性好等特点,广泛应用于许多特殊领域。

变压器磁饱和原因

变压器磁饱和原因

变压器磁饱和原因嘿,朋友们!今天咱来聊聊变压器磁饱和这档子事儿。

你说这变压器啊,就好比是一个大力士,平常那力气可大了去了,能稳稳地扛起电流传输的重任。

可要是一不小心碰上磁饱和,那就像是大力士突然腿软了似的,使不上劲啦!那这磁饱和到底是咋回事呢?其实啊,就像是一个贪吃鬼,一下子吃得太多,撑到不行啦!变压器里的铁芯就像是这个贪吃鬼的肚子,当通过它的磁通密度超过了一定限度,就像给肚子塞了太多食物,它就受不了啦,就饱和啦!这一饱和可不得了,变压器的性能就会大打折扣。

咱举个例子吧,你想想看,要是你本来能轻松扛起一袋大米,可突然有人又给你压上几袋,你是不是也得被压垮呀?变压器也是这样,磁饱和了,它就没办法正常工作啦!这不是给咱找麻烦嘛!那为啥会出现磁饱和呢?原因可有不少呢!比如说,设计不合理,就像盖房子没设计好,那能牢固吗?如果变压器的铁芯尺寸不够大,或者选用的材料不合适,那它就很容易饱和呀。

还有啊,要是给变压器加上的电压太高啦,那磁通密度不就蹭蹭往上涨,一不小心就超了,这不就饱和了嘛!这就好比你跑步,本来慢慢跑挺轻松,突然让你拼命跑,那肯定受不了呀!再就是电流过大,这就像是洪水猛兽一样,一下子冲过来,变压器哪能招架得住呀!就像小船在平静的水面上能稳稳当当,可要是来了大浪,那不就危险啦?那咱可不能让变压器这么容易就磁饱和了呀!这可得想办法解决。

咱得从设计上就把好关,让铁芯足够大,材料选得合适,就像给大力士打造一副好身板。

使用的时候呢,也得注意电压和电流别超标,别让它累着啦!你说这变压器要是磁饱和了,那得多耽误事儿啊!家里的电可能就不稳定啦,工厂的机器可能就没法正常运转啦!那损失可就大啦!所以啊,咱可得重视这个问题,别等出了问题才后悔莫及呀!总之呢,变压器磁饱和可不是小事儿,咱得好好琢磨琢磨,怎么才能让它乖乖听话,好好工作,可别关键时刻掉链子哟!你们说是不是这个理儿呀?。

开关电源10、磁性材料和磁路及磁路基本定律讲解

开关电源10、磁性材料和磁路及磁路基本定律讲解

磁性材料
磁性材料(Magnetic materials)有个磁饱和问题。如果磁路饱和, 会导致变压器电量传递畸变,使得电感器电感量减小等。
对于电源来说,有效电感量的减小,电源输出纹波将增加, 并且通过开关管的峰值电流将增加。这样可能使得开关管的工作 点超出安全工作区,从而造成开关管寿命的缩短或损坏。
简单的说就是两个问题:
1.饱和——引起电感量减小
2.居里温度——磁导率减小
磁性材料
开关电源技术—— tqzheng@
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磁滞回线
磁性材料
B Magnetic Flux Density(磁感强度) Bs Saturation Flux Density(饱和磁感强度) Br Remanence(剩磁) H magnetic Field Strength(磁场强度) Hc Coercive Force(矫顽力) i Initial Permeability(初始磁导率) a(max) Maximum Amplitude Permeability
磁性材料
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磁性材料
磁性材料的划分(classifications)
B=0 的磁场强度(magnetic field strength)称为矫顽力Hc (coercive force). 矫顽力是划分软磁, 永磁, 半硬磁材料的一个依 据.
磁性材料
磁性材料
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磁性材料
软磁性材料(magnetically soft material)
1. 电磁纯铁
含碳量在0.04%以下, Bs大, Hc小, r可达13000以上. 电阻率小, 一般用于
直流磁芯或磁屏蔽设施.

磁饱和

磁饱和

磁饱和英文名称:magnetic saturation定义:铁磁性物质或亚铁磁性物质处于磁极化强度或磁化强度不随磁场强度的增加而显著增大的状态。

变压器线圈内有铁磁材料的铁心,铁心内的磁感应强度(主磁通)随励磁电流增加而增加,达一定程度后,励磁电流增加,铁心内的磁感应强度不再变化,即达到磁饱和。

磁饱和是一种磁性材料的物理特性,磁饱和产生后,在有些场合是有害的,但有些场合有时有益的。

比方磁饱和稳压器,就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。

电源变压器,如果加上的电压大大超过额定电压,则电流剧增,变压器很快就会发热烧毁。

假定有一个电磁铁,通上一个单位电流的时候,产生的磁场强度是1,电流增加到2的时候,磁场强度会增加到2.3,电流是5的时候,磁场强度是7,但是电流到6的时候,磁场强度还是7,如果进一步增加电流,磁场强度都是7不再增加了,这时就说,电磁铁产生了磁饱和。

有磁芯的电感器有磁饱和问题, 在电感器中加铁氧体或其他导磁材料的磁芯, 可以利用其高导磁率的特点, 增大电感量减少匝数减小体积和提高效率. 但是由于导磁材料物理结构的限制, 通过的磁通量是不可以无限增大. 通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加, 不管你再增加电流或匝数, 就达到磁饱和了. 尤其在有直流电流的回路中, 如果其直流电流已经使磁芯饱和, 电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化. 电感器就失去了作用.电感的磁饱和问题,在开关电源应用中,电感有有允许其饱和的,有允许其从一定电流值开始进入饱和的,有不允许其饱和的,1,通常的滤波电感,如EMI滤波器中的共模电感、差模电感,直流输出前LC滤波电路的电感.这些电感是不允许饱和的,但这些电感万一饱和了,除了会影响电源的指标外,一般不会造成特别严重的问题.2,电路拓扑结构需要的电感,如BOOST、BUCK拓扑中的电感,这些电感也是不允许饱和的.一旦饱和,电路的工作状态将异常,容易造成比较严重的后果.3,可饱和电感,这类电感在电路中有其特别的功能.一般采用磁滞曲线矩形度好、磁导率高的材料制作.在未饱和时,电感量很大,对高频信号来说是开路,饱和后电感量为零,相当为短路.常用于尖峰抑制、磁放大电路和作为磁开关的电路,例如采用饱和电感的FB—ZVZCS电路.饱和电感及其在开关电源中的应用引言饱和电感是一种磁滞回线矩形比高,起始磁导率高,矫顽力小,具有明显磁饱和点的电感,在电子电路中常被当作可控延时开关元件来使用。

磁饱和变压器

磁饱和变压器

磁饱和变压器的基础知识:磁饱和变压器又叫恒压变压器,不仅具有交流稳压、抗干扰、电压变换、过流保护等多种功能,而且结构简单、经济可靠研制和生产周期短,便于维护使用,自它问世以来,立即受到各方面的重视,在计算机、机床、照明、矿山、交通、电信、电视灯电子设备的电源中已逐步等到推广应用. 磁饱和变压器从外观上看时一个单铁心结构,已普通变压器的区别仅在于;磁饱和变压器的初级线圈和次级线圈之间被一个带空气气隙的磁分路分开,另外输出线圈并联一个谐振电容.谐振电容线圈可以和输出线圈分开设置,以便用增高振荡电压的方法来减少所需的电容量.特别时磁饱和变压器有低压多组输出的必要性就更大了, 磁饱和变压器的特点和用途:1.结构简单,可靠性高2.电压稳定度高,稳压范围宽,在额定负载的情况下,当输入电压在额定值的±20%的范围内变化时,输出电压稳压精度可限制在±1%范围内,特别值得注意的是,磁饱和变压器的稳压范围与输出负荷量有关,当输出负荷减少时,稳定范围可相应加宽, 磁饱和变压器的稳定范围与负荷量有关,这一特点是任何其他形式的电子稳压器无法比拟的,这使它特别适用于电网电压波动大的场合.3.磁饱和变压器具有较强的抗干扰的能力磁饱和变压器的电路形式实际善相当于谐振滤波器,据有低通滤波器的性能,可以抗几百到几万赫兹频率的干扰.4.具有普通变压器的功能:磁饱和变压器一普通变压器一样具有初次和次级隔离、变压、多组输出等功能5.输出功率保护:当磁饱和变压器的输出功率超出设计功率时,其输出电压就失去稳定功能,开始呈下垂特性,于此同时输入功率并不增加,但输出短路时,输出电压为零,输出电流小于额定输出电流的1.5-2倍,而输入电流不增加,磁饱和变压器长期短路不会烧毁缺点: 1.批量产品一致性差2.输出特性差 3.输出波形不好 4.频率特性差 5.温升高,噪音大.。

关于开关变压器饱和的相关解析

关于开关变压器饱和的相关解析

关于开关变压器饱和的相关解析
开关变压器饱和定义:
开关管导通,不传递能量给次级,电压限制电流变压器所以出现上图电流波形,可以看着开关管导通,电感储能,电感及为负载。

当电流上升磁场强度不再随电流变化而变化即饱和了。

如何识别是否饱和:
看上图,红圈处电流已经不是线性上升而是有个弧度再直线上升,是饱和和电流直线上升,也就是说开关电源变压器处于饱和状态。

如何测试是否饱和:
把开关管与变压器之间的线加在电流钳里,或者用电压探头勾CS 电阻的波形基本都是上图波形,从上图反应出通过变压器的电流上升情况,如出现红圈处那样的电流曲线说明开关变压器已经饱和了。

饱和会出现什么情况:
上述说到开关变压器饱和了,磁场便不在储能,等效于没有负载短路了,短路后电流很大击穿开关管和CS 电阻。

通常会听到啪一声是CS 电阻烧毁。

怎么解决饱和:
取决于ΔB (Bs-Br)=ΔB
上图为电流和储能的关系,初级电流上升磁场能量增加,付边电流下降,磁场能量降低,峰值和谷底为磁通变化。

在磁芯材质一定的时候我们要靠控制实际的ΔB 避免饱和如下式。

ΔB=Lp*Ipk/Np/Ae 从公式我们可以看出降低感量,提高初级匝数,提高Ae 值都可以降低实际ΔB,避免饱和。

还有2 种办法:。

变压器的慈饱和

变压器的慈饱和

变压器的慈饱和
在变压器中,慈饱和是指在变压器工作时,由于磁通密度较高而导致的磁芯磁导率的下降。

慈饱和通常发生在变压器的磁芯中,主要由于以下几个因素引起:
1.磁通密度过高:当变压器的磁通密度超过某个临界值时,磁芯中的磁化会变得饱和,这会导致磁导率的降低。

2.频率变化:变压器工作时,输入电压的频率可能会发生变化。

当频率变化时,磁芯中的涡流损耗也会发生变化,从而影响磁芯的磁导率。

3.温度变化:温度变化也会影响磁芯的磁导率。

在变压器工作时,由于电流通过磁芯会产生热量,因此磁芯的温度可能会上升,从而影响其磁导率。

慈饱和会导致变压器工作时出现一些不良影响,例如:
•功率损耗增加:磁芯的慈饱和会增加涡流损耗和磁滞损耗,从而导致变压器的总功率损耗增加。

•失真:磁芯的慈饱和会导致输出信号中的失真,影响变压器的性能。

为了减轻慈饱和带来的影响,可以采取一些措施,例如选择合适的磁芯材料、合理设计变压器结构、控制输入电压的频率等。

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变压器产生磁饱和原因及后果分析

变压器产生磁饱和原因及后果分析

变压器产生磁饱和原因及后果分析
什幺是磁饱和
 磁饱和是一种磁性材料的物理特性,磁饱和产生后,在有些场合是有害的,但有些场合有时有益的。

比方磁饱和稳压器,就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。

电源变压器,如果加上的电压大大超过额定电压,则电流剧增,变压器很快就会发热烧毁。

 假定有一个电磁铁,通上一个单位电流的时候,产生的磁场感应强度是1,电流增加到2的时候,磁感应强度会增加到2.3,电流是5的时候,磁感应强度是7,但是电流到6的时候,磁感应强度还是7,如果进一步增加电流,磁感应强度都是7不再增加了,这时就说,电磁铁产生了磁饱和。

 有磁芯的电感器有磁饱和问题,在电感器中加铁氧体或其他导磁材料的磁芯,可以利用其高导磁率的特点,增大电感量减少匝数减小体积和提高效率。

但是由于导磁材料物理结构的限制,通过的磁通量是不可以无限增大。

通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加,不管你再增加电流或匝数,就达到磁饱和了。

尤其在有直流电流的回路中,如果其直流电流已经使磁芯饱和,电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化。

电感器就失去了作用。

 磁饱和的危害
 一旦发生磁饱和,对开关电源的危害性极大,轻则使元器件过热,重则会损坏元器件。

在磁饱和时,一次绕组的电感量Lp明显降低,以至于一次绕组的直流电阻(铜阻)和内部功率开关管MOSFET的功耗迅速增加,导致一次侧电流急剧增大,有可能TOPSwitch的内部的限流电路还来不及保护,MOSFET就已经损坏。

发生磁饱和和故障时主要表现在:。

开关电源磁饱和的检测方法

开关电源磁饱和的检测方法

开关电源磁饱和的检测方法开关电源磁饱和的检测方法高频变压器是隔离式开关电源中的一个重要部件,高频变压器的设计也是开关电源的一项关键技术。

在实际应用中,经常因为高频变压器的错误设计或者工艺问题而损坏开关电源。

造成故障的主要原因是高频变压器磁饱和。

下面介绍利用示波器检测高频变压器磁饱和的简便方法。

一、高频变压器磁饱和特性及其对开关电源的危害。

1.高频变压器磁饱和特性。

在铁磁性材料被磁化的过程中,此感应强度B首先随外部磁场强度H的增加而不断增强;但是当H超过一定数值时,磁感应强度B就趋近于某一个固定值,达到磁饱和状态。

典型的磁化曲线如图9-5-1所示,当B约等于Bp时就进入临界饱和区,当B约等于Bo时就到达磁饱和区。

对开关电源而言,当高频变压器内的磁通量不随外界磁场强度的增大而显著变化时,称作磁饱和状态。

因磁场强度H变化时磁感应强度B变化很小,故磁导率显著降低。

此时一次绕组的电感量Lp也明显降低。

由图9-5-1可见,磁导率就等于磁化曲线的斜率,但由于磁化曲线是非线性的,因此磁导率并不是一个常数。

2.磁饱和对开关电源的危害。

在反激式开关电源中,高频变压器在电路中具有存储能量、隔离输出和电压变换这三大功能。

一旦发生磁饱和,对开关电源危害极大,轻则使元器件过热,重则会使元件损坏。

在磁饱和时,一次绕组的电感量Lp明显降低,以至于一次绕组的直流电阻(铜阻)和开关管MOSSEF的功耗迅速增加,导致一次侧电流急剧增大,有可能在限流电路还来不及保护时,开关管就已经损坏。

一次侧电流的增大,使高频变压器漏感产生的尖峰电压升高。

该尖峰电压与直流高压和感应电压相叠加后,加至功率开关管的漏极上,可能会超过开关管的击穿电压,而使得开关管击穿损坏。

发生磁饱和故障时主要表现在:高频变压器很热、开关管很烫、加载时输出电压迅速跌落,达不到设计的输出功率。

防止高频变压器磁饱和的方法很多,主要是适当减小一次绕组的电感量Lp。

此外,尽量选择尺寸较大的磁芯并且给磁芯留有一定的气隙宽度,也能防止磁芯进入磁饱和状态。

全方位解析铁芯饱和

全方位解析铁芯饱和

全方位解析铁芯饱和在变压器、电感器等中,什么是铁芯的饱和状态?为了方便大家的理解简单一点来说:就是假定把铁芯通上一个单位的电流,那么相对应产生的磁场强度就是1;当电流增加到2个单位的时候,磁场强度就变为2.3左右;电流是5的时候,磁场强度就是7;但是当电流为6的时候,磁场强度仍然是7;或者继续增加电流都还是7的时候,就说明铁芯已达到饱和。

(当然在饱和状态上增加电流是很危险,以上是帮助读者简单的理解而已,在没有任何防御的情况下,千万不要轻易的尝试。

)也可通过测量方法,把检测电阻串联在回路里,测量它的波形,如果波形在斜率上升的时出现转折,那么就基本可以判断为饱和了。

一般情况下,我们平时在做变压器,电感器中我们一般会尽量的利用铁芯导磁率高的特点,不断的提高效率,但是由于铁芯本身的限制,通过的磁通量不会无限增大,因此而达到饱和状态。

而铁芯达到饱和,磁通量基本不会有变化。

卷绕在铁芯上的线圈,会失去电感或电抗,此时线圈总的电阻趋向零,即使线圈两端的电压不高,也会产生大电流,增加铜耗,甚至会使线圈会烧毁,因此给电路的运行带来负面影响。

接下来我们一般比较关心,如何防止铁芯达到饱和状态,或者在饱和状态中退到不饱和状态呢?防止饱和可以首先在铁芯选料时就开始着手,根据所需选择高饱和磁通密度的材料,对于南海矽钢铁芯制造有限公司而言,我们一般采用进口冷轧取向硅钢片。

当然不排除饱和磁通密度比硅钢片更好的材料,但它们一般价格昂贵,除非特殊要求否则很少用到。

其次,注意铁芯制造时的质量,提高制作上的工艺技巧,改良铁芯的磁化曲线。

也可根据需求以及合理的情况下增加铁芯的截面积;或在设计时,开一个小气隙,南海矽钢铁芯根据客户的广大需求大量生产气隙铁芯,具体可参考“开气隙铁芯——何陋之有”一文。

相信可方便您的理解。

最后,也可降低励磁电流和励磁电压使铁芯恢复到未饱和状态。

(为利用电磁感应原理工作的电气等设备提供工作磁场叫励磁)。

或者断掉励磁电源,使材料磁性得到恢复。

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关于变压器饱和
简单一点说啦! 电感值跟导磁率成正比,
导磁率=B/H
B是磁通密度
H是磁场强度
B跟H不懂没关系,再简单一点说,B场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要B不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,H是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,H跟外加电流成正比就是了.
(这简单感觉就是了,不一定是真的喔.)
你就简单当是你加的电流也可以啦.
饱和磁通密度嘛!
就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.一定会饱和啦,
我们对磁性材料慢慢外加电流,磁通密度会跟着增加, 当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密度会增加得很慢,
而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称为饱和磁通密度,饱和磁通密度干什么的?有什么重要?
电感值跟导磁率成正比,
导磁率=B/H
B是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.)
H会增加,但B不会增加(已经是饱和磁通密度,不会变了。

当磁场强度(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)沒有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出這个磁通密度,磁芯的磁导率將急剧下降,結果
导电感量下降.那会有什么后果?那很简单嘛,导磁率会趋近零啦! )
电感值跟导磁率成正比,
导磁率趋近零,那电感值会是多少?
当然是会没感值啦!
没感值的电感还是电感吗?
没感值的变压器会感应磁场吗?
都不会啦!
加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,
不是电感或者是变压器了! 最后就是导致变压器电流过大,线圈发热!上面可以煎鸡蛋了
注释:磁通量:垂直于某一面积所通过的磁力线的多少叫做磁通量或磁通,用ф表
示,ф=BS,单位韦伯(Wb)。

如果磁感应强度为B,某平面的面积为S,该平面与磁感应强度的方向间的夹角为θ,那么该平面的磁通量为ф=BSsinθ。

磁场强度:在任何磁介质中,磁场中某点的磁感应强度B与同一点的磁导率μ的比值称为该点的磁场强度H ,即:H=B/μ。

方向与磁力线在该点处的切线方向一致,单位:安/米(A/m)。

注意事项:磁场强度H与磁感应强度B 的名称很相似,切忌混淆。

H 是为计算的方便引入的物理量。

磁感应强度(磁通密度):在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度,B=F/IL。

又因为
ф=BS,则B=ф/S,所以,磁感应强度又等于穿过单位面积的磁通量,故磁感应强度又叫磁通密度。

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