电子变压器的功能划分

zbz0529

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电子变压器从功能上区分主要有变压器和电感器2 种。特殊元件完成的功能另外讨论。
变压器完成的功能有3 个：功率传送、电压变换和绝缘隔离。电感器完成功能有2 个：功
率传送和纹波抑制。
功率传送有2 种方式。第一种是变压器传送方式，即外加在变压器原绕组上的交变电
压，在磁芯中产生磁通变化，使副绕组感应电压，加在负载上，从而使电功率从原边传送
到副边。传送功率的大小决定于感应电压，也就是决定于单位时间内的磁通密度变量ΔB。
ΔB与磁导率无关，而与饱和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br有关。从饱和磁通密度来看，
各种软磁材料的Bs从大到小的顺序为：铁钴合金为2.3～2.4T，硅钢为1.75～2.2T，铁基非
晶合金为1.25～1.75T，铁基微晶纳米晶合金为1.1～1.5T，铁硅铝合金为1.0～1.6T，高磁
导铁镍坡莫合金为0.8～1.6T，钴基非晶合金为0.5～1.4T，铁铝合金为0.7～1.3T，铁镍基
非晶合金为0.4～0.7T，锰锌铁氧体为0.3～0.7T。作为电子变压器的磁芯用材料，硅钢和铁
基非晶合金占优势，而锰锌铁氧体处于劣势。
功率传送的第二种是电感器传送方式，即输入给电感器绕组的电能，使磁芯激磁，变
为磁能储存起来，然后通过去磁变成电能释放给负载。传送功率的大小决定于电感器磁芯
的储能，也就是决定于电感器的电感量。电感量不直接与饱和磁通密度有关，而与磁导率
有关，磁导率高，电感量大，储能多，传送功率大。各种软磁材料的磁导率从大到小顺序
为：Ni80 坡莫合金为(1.2～3)×106，钴基非晶合金为(1～1.5)×106，铁基微晶纳米晶合金为
(5～8)×105，铁基非晶合金为(2～5)×105，Ni50坡莫合金为(1～3)×105，硅钢为(2～9)×104，
锰锌铁氧体为(1～3)×104。作为电感器的磁芯用材料，Ni80 坡莫合金、钴基非晶合金、铁
基微晶纳米晶合金占优势，硅钢和锰锌铁氧体处于劣势。

传送功率大小，还与单位时间内的传送次数有关，即与电子变压器的工作频率有关。
工作频率越高，在同样尺寸的磁芯和线圈参数下，传送的功率越大。
电压变换通过变压器原绕组和副绕组匝数比来完成，不管功率传送大小如何，原边和
副边的电压变换比等于原绕组和副绕组匝数比。
绝缘隔离通过变压器原绕组和副绕组的绝缘结构来完成。绝缘结构的复杂程度，与外
加和变换的电压大小有关，电压越高，绝缘结构越复杂。
纹波抑制通过电感器的自感电势来实现。只要通过电感器的电流发生变化，线圈在磁
芯中产生的磁通也会发生变化，使电感器的线圈两端出现自感电势，其方向与外加电压方
向相反，从而阻止电流的变化。纹波的变化频率比基频高，电流纹波的电流频率比基频大，
因此，更能被电感器产生的自感电势抑制。
电感器对纹波抑制的能力，决定于自感电势的大小，也就是电感量大小，与磁芯的磁
导率有关，Ni80 坡莫合金、钴基非晶合金、铁基微晶纳米晶合金磁导率大，处于优势，硅
钢和锰锌铁氧体磁导率小，处于劣势。