開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載80）

2-1-22-3．開關(guān)變壓器伏秒容量的意義

開關(guān)變壓器或儲(chǔ)能電感線圈的極限伏秒容量VTmax參數(shù)，其實(shí)與晶體管的最大集電極電壓BVceo參數(shù)一樣重要。在晶體管放大電路中，當(dāng)晶體管集電極與發(fā)射極兩端的電壓超過(guò)最大集電極電壓BVceo時(shí)，晶體管就會(huì)被擊穿損壞。同樣，在開關(guān)電源中，當(dāng)施加于開關(guān)變壓器的伏秒容量（電壓幅度與時(shí)間長(zhǎng)度）超過(guò)極限伏秒容量VTmax時(shí)，開關(guān)變壓器也要損壞，并且還會(huì)損壞電源開關(guān)管，及其它電路元件。

開關(guān)變壓器伏秒容量的意義相當(dāng)于圖2-56中斜線為界的矩形面積，決定面積大小的兩條邊分別由開關(guān)變壓器的工作電壓（直流脈沖幅度）V和持續(xù)通電時(shí)間T（脈沖寬度）的乘積組成。其極限伏秒容量VTmax相當(dāng)于以Vmax為一條邊與τmax為另一條邊所構(gòu)成的面積，灰色區(qū)域部分相當(dāng)于開關(guān)變壓器正常工作時(shí)伏秒容量的面積。

不過(guò)這里還應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，只要伏秒容量的面積沒(méi)有超出極限伏秒容量的面積，V或T任何一條邊分別都可以超出圖2-56中所示的V或T邊上的Vmax和τmax的長(zhǎng)度。

結(jié)合圖2-55和圖2-56，我們可以看出，使用開關(guān)變壓器時(shí)，最好讓流過(guò)開關(guān)變壓器線圈的最大工作電流約等于圖2-55中 ，或者讓開關(guān)脈沖的寬度約等于 。

圖2－56 開關(guān)變壓器伏秒容量的意義

當(dāng)流過(guò)開關(guān)變壓器線圈的最大工作電流等于圖2-55中Ib 時(shí)，開關(guān)變壓器線圈的電感量為最大值Lmax ；在此種情況下，開關(guān)變壓器的工作效率最高，因?yàn)椋藭r(shí)開關(guān)變壓器鐵芯損耗與開關(guān)變壓器線圈損耗的乘積最小（磁滯損耗與勵(lì)磁電流的大小成正比，還與磁感應(yīng)強(qiáng)度增量的平方成正比；渦流損耗與磁感應(yīng)強(qiáng)度增量的平方成正比；銅阻的損耗與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比）；并且，開關(guān)變壓器的伏秒容量VTb與極限伏秒容量VTmax還有很大的安全距離。

目前，一般開關(guān)變壓器都大量選用鐵氧體磁芯為鐵芯材料，這種鐵氧體磁芯的磁飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs一般為4500～5000高斯，因此，由圖2-55可以看出，開關(guān)變壓器鐵芯的最佳磁感應(yīng)強(qiáng)度Bb大約為磁飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs的一半左右，即：Bb = 2300～2500高斯。因此，當(dāng)使用（4）式對(duì)開關(guān)變壓器初級(jí)線圈進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，公式中最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm的取值，最好不要超過(guò)2500高斯。

由于開關(guān)變壓器鐵芯磁飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs參數(shù)的分散性，用什么方法，我們才能知道開關(guān)變壓器的鐵芯正好就工作于最佳磁感應(yīng)強(qiáng)度Bb的位置上呢？或者我們拿到一個(gè)開關(guān)變壓器，到底應(yīng)該取多大的脈沖寬度，以及占空比，或者工作頻率，才合理呢？

這個(gè)必須通過(guò)對(duì)開關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量，才能最后作出決定，同時(shí)還可以檢查開關(guān)變壓器鐵芯氣隙長(zhǎng)度留得是否合適。

下面我們通過(guò)對(duì)開關(guān)變壓器伏秒容量進(jìn)行測(cè)量的例子，進(jìn)一步分析伏秒容量的實(shí)用意義。