開關變壓器講解之交流脈沖對鐵芯的磁化

相對于直流脈沖而言，交流脈沖對鐵芯的磁化不用擔心磁飽和的問題，它的磁通在一個周期內組成一個閉合的曲線。隨著輸入電壓周而復始的循環變化。直流脈沖對鐵芯磁化的時候，磁場強度和勵磁電流的變化幅度都要經過一個過渡過程，然后才基本趨于穩定;交流脈沖磁化鐵芯的過程達到穩定需要的時間非常短;從輸入第一個脈沖開始，磁通密度B或磁通增長的幅度與下降的幅度就基本一樣大。

雙激式變壓器與單激式變壓器的區別主要是兩者輸入電壓的參數不一樣。單激式變壓器輸入的電壓是單極性直流脈沖，而雙激式變壓器輸入的電壓是雙極性交流脈沖。

為了簡單起見，我們把雙激式變壓器開關電源等效成如圖2-5所示電路。圖2-5與圖2-1所示電路的不同之處在于，圖2-1輸入電壓是直流脈沖方波，而圖2-5輸入電壓是交流脈沖電壓方波。因此，圖2-5所示電路與一般的變壓器電路在工作原理上沒有根本的區別。

在圖2-5中，當一系列序號為1、2、3、…的交流脈沖電壓方波分別加到變壓器初級線圈a、b兩端時，在開關變壓器的初級線圈中就會分別有兩個正、反方向的勵磁電流流過，同時，在開關變壓器的鐵芯中就會分別產生正、反兩個方向的磁場，在磁場強度為H的磁化作用下又會產生與磁場強度H對應的磁通密度B或磁通。

圖2-6是雙激式開關變壓器鐵芯磁通密度B與磁場強度H之間的關系圖，或稱變壓器鐵芯磁化曲線圖或磁滯回線圖。之所以把圖2-6磁滯回線圖，是因為磁通密度B比磁場強度H滯后一個相位或者一段時間。

如果開關變壓器的鐵芯在這之前從來沒有被任何磁場磁化過，并且開關變壓器的伏秒容量足夠大，那么，當第一個交流脈沖的正半周電壓加到變壓器初級線圈a、b兩端時，在變壓器初級線圈中將有勵磁電流流過，并在變壓器鐵芯中產生磁場;在磁場強度H的作用下，變壓器鐵芯中的磁通密度B將會按圖2-6中o-a磁化曲線上升;當脈沖電壓的正半周將要結束時，磁場強度到達最大值Hm，同時對應的磁通密度也被磁化到最大值Bm。磁通密度在增加，表示流過變壓器初級線圈中的勵磁電流產生的磁場正在對變壓器鐵芯進行充磁。

第一個交流脈沖的正半周電壓結束后，雖然輸入電壓由正的最大值突然降到0 ，但流過變壓器初級線圈中的勵磁電流不能馬上下降到零，因此，磁場強度H也不會馬上下降到零;此時，變壓器的初、次級線圈會同時產生反電動勢，由于反電動勢的作用，在變壓器的初、次級線圈回路中會有電流流過，這種回路電流屬于感應電流，或稱感生電流，感應電流會在變壓器鐵芯中產生反向磁場，使變壓器鐵芯退磁，磁場強度H開始由最大值Hm逐步退到0 。

但變壓器鐵芯中的磁通密度B卻不會跟隨磁場強度下降到零，由于變壓器鐵芯具有磁矯頑力，變壓器鐵芯鐵芯的磁化過程是不可逆的，因此磁通密度被退磁時并不是按充磁時的o-a磁化曲線原路返回，而是按另一條新的磁化曲線a-b返回到b點，即：剩余磁通密度Br處;因此，磁通密度位于b點的值，人們都習慣地把它稱為剩余磁通密度，或簡稱“剩磁”，用Br表示。