变压器电感浅谈

很多人小时候就接触变压器，很神奇。居然可以调整电压，但是对其原理却一无所知。初高中，可以了解他的几个基本性质。

对于标准变压器
1.输入功率=输出功率
2.电压与匝数比成正比，电流与匝数比成反比

那时候知识只能支撑到这里，再多没有了。等工作后我们实际应用时会遇到难题如下

1.既然匝数比等于电压比 举个例子：输入220V，输出110V。我们可以使用 2：1匝数比，为什么输入不能只使用2匝，输出1匝。这样多省线圈
3.功率和磁芯有什么关系，为什么有的磁芯大有的磁芯小。
如何确定匝数，如何了解其根本内涵（内部的电磁转换到底是什么，什么才是关键）

这些问题一直困扰着我，通过大量阅读，最终窥的一点心得。

1.一切要围绕磁场来说，一定强度和频率的磁场可以感应出一定的电压，一定的电压又可以感应出一定的磁场。比例是固定的线性关系。那么初级和次级的电压匝数比就好解释了，比如220V -220圈，每圈感应出 X磁场，通过磁芯增强为NiX.传导到次级线圈也是NoX电压。不管匝数如何变化，磁场都是比例变化，确保电压比恒定。这里可以阐述另一个问题，匝数问题，为何要这多匝数。匝数由谁决定，分析可以知道，匝数基本由初级线圈决定，初级线圈越多，平摊到每匝线圈的电压就越小（国外有人对变压器分析按照电压分析，对我有很大启发），每匝线圈感应出来的磁场就越小。（根据磁场理论可以知道，反向感应电动势需要抵消正向电动势，这时候初级线圈才能平衡，最小的反向感应电动势就是最小的励磁电流，这个电流在理想变压器应该和电压相位呈现刚好180度相位，全是无功功率）。总体来说就是匝数越多，平摊每匝电压越小。需要的励磁电流反向电动势越小。但是需要的铜线越多。反着匝数少，平摊到每匝线圈的电压太多，就需要足够强的励磁磁场来产生反向电动势，磁芯余量也会减小（磁芯容易饱和，可以用来做功的磁场余量变小），变压器静态损耗也会增加（电流大，电阻损耗）。

2.现在从磁场来分析，为什么磁芯有大有小。对于次级线圈，如果没有负载。对整个磁路来说没有任何影响。一旦次级负载链接工作，电流流动起来，消耗起来，反向励磁磁场被消耗，变压器初级每匝线圈电压就不能平衡，在极低的铜线阻抗上开始感应出更强的电流（其实就是为了维持反向电动势，不得不增强磁场强度，以抵消次级消耗的磁场，解释这个现象也有很多人有自己的解释方法，但是原理基本是这样）（从本质来说，电流似乎与磁场强度是更亲近的，毕竟电压代表的是 电子流动速度（流动的渴望性），电流代表的是单位横截面积电子的数量（灯丝为什么会发热？led为什么会发光？能量从何而来？电子撞到原子核湮灭发出的能量还是电子撞到原子核损失的动能？电子本质是叠加死循环的一串振动波--超弦理论？电子的随机性是因为波的共振使他可以方便的在一定空间随机转移？以太存在不，最底层的波介质靠什么，电磁波真的没有介质？电阻和电动机消耗方式不同，电动机反向磁场减弱了电子流动速度）。总体来说，能量在磁路上传输，次级消耗了多少磁，初级就要产生多少磁。

3.磁芯，磁芯是什么?磁芯可以理解为一个储能元件，类似电容。只不过电容存的电荷，磁芯存储的是磁场（磁芯材料原子，分子排列的方向。有些原子周围电子可以规律的运行，总体叠加后展现为一个等效电子对一个方向旋转，那么运动的电荷会产生磁场--一种等效频率波？万有引力到底是不是电磁效应的宏观表现？）。细致来讲，一根导线在磁芯上以一定电流产生一定的磁场，磁芯会不断吸收能量，强化磁场（极限呢？个人认为单根导线磁化能力有限，而且对于交流信号，磁场是变化的，磁化没多久就开始磁场转向了，而且磁路一般都有面积，单根最多也只能磁化它挨着的很小局部面积）。对于次级，功率确定，电流确定，每匝电流需要吸收的磁场能量就确定，匝数也决定了总共需要吸收的磁能。也就决定了总的磁路磁场最大强度。这时候需要重点考虑的就是磁芯饱和，对于一般磁芯都是S滞回曲线，最大功率时候的最大磁场强度不能超过磁芯的最大耐受强度。不然磁芯一旦饱和，就不在增加磁场能量了。次级持续吸收导致，整个磁路不平衡。初级每匝线圈都开始不平衡，有剩余电压，开始产生极大的电流，从而导致开关器件的损坏。

对于常见几中开关变压器来说

　　1.小功率的 正激反激

　　2.半桥

　　3.全桥