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)間長度）超過極限伏秒容量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。
不過這里還應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，只要伏秒容量的面積沒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 。
當(dāng)流過開關(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)必須通過對(duì)開關(guān)變壓器伏秒容量的測量，才能最后作出決定，同時(shí)還可以檢查開關(guān)變壓器鐵芯氣隙長度留得是否合適。接下來隨小編詳細(xì)了解開關(guān)變壓器伏秒容量測量方面的知識(shí)。
開關(guān)變壓器的伏秒容量伏秒容量是開關(guān)變壓器的一個(gè)極其重要的參數(shù)，但很多人在設(shè)計(jì)開關(guān)變壓器的時(shí)候都把這個(gè)重要參數(shù)忽視了。很多人在設(shè)計(jì)開關(guān)變壓器的時(shí)候，都是根據(jù)開關(guān)電源的工作頻率和輸出功率來計(jì)算開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈電感量，而在實(shí)際應(yīng)用中，這種方法有很大的局限性，因?yàn)樽儔浩麒F心的導(dǎo)磁率并不是一個(gè)常數(shù)，它的初始導(dǎo)磁率和有效導(dǎo)磁率相差非常大，即變壓器線圈的靜態(tài)電感量和動(dòng)態(tài)電感量相差很大。如圖1所示，圖中，B為變壓器鐵心的初始磁化曲線，為導(dǎo)磁率變化曲線，為勵(lì)磁電流。
另外，單端磁化開關(guān)電源變壓器一般都需要留氣隙，氣隙的大小對(duì)變壓器線圈的電感量影響非常大，因此，有人通過調(diào)整氣隙的長度來調(diào)整變壓器線圈的電感量，顯然這中方法是錯(cuò)誤的。用這種方法設(shè)計(jì)出來的開關(guān)變壓器，不是容易出現(xiàn)磁飽和就是初、次級(jí)線圈漏感過大，使開關(guān)管過流或過壓損壞，并且還容易產(chǎn)生EMI干擾和降低工作效率。
圖2反激式開關(guān)電源變壓器的工作原理圖，由于反激式開關(guān)電源在開關(guān)接通期間，變壓器只存儲(chǔ)能量，不輸出功率，因此，在開關(guān)接通期間，圖2電路可以等效成圖3電路。
在圖3電路中，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，電源E對(duì)電感L1進(jìn)行充磁，并產(chǎn)生勵(lì)磁電流i1，如果把L1看成是一個(gè)常數(shù)，則i1由下式表示：
很多人就是根據(jù)（2）式和（3）式來確定開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感量的。
圖中，M為電感測試儀，LT為隔離電感，I為電流源，LX為待測開關(guān)變壓器初級(jí)線圈。LT的電感量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被測開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感量，但如果電流源I是一個(gè)理想的恒流源，那么隔離電感LT可以省去。
開關(guān)變壓器的伏秒容量可以用直流迭加法來測量，圖7是一個(gè)對(duì)開關(guān)變壓器進(jìn)行伏秒容量進(jìn)行測試的原理圖。
電流迭加法就是在開關(guān)變壓器線圈中迭加一直流電流，讓開關(guān)變壓器鐵芯進(jìn)行磁化，然后，對(duì)開關(guān)變壓器的電感量進(jìn)行測量，從而間接測量開關(guān)變壓器線圈的最大伏秒容量VTm。VTm的定義是，當(dāng)?shù)又绷鱅使電感LX的電感量減小到初始值L0的0.9倍時(shí)，開關(guān)電源變壓器所對(duì)應(yīng)的伏秒容量VT值。
開關(guān)變壓器的最大伏秒容量VTm由下面公式求得：
式中：Im為使電感LX的電感量減小到初始值L0的0.9倍時(shí)迭加直流的對(duì)應(yīng)值。
知道了開關(guān)變壓器的最大伏秒容量，就可以確定變壓器的最高工作電壓Vm和最大脈沖寬度Ton。
從（10）式還可以看出，由于Im與Lx的值都與變壓器鐵芯的氣隙長度有關(guān)，因此，它們?nèi)咧g必然有一個(gè)最佳值。這個(gè)最佳值我們通過測試幾個(gè)樣品很容易就知道。
此測試方法有一定的正交性質(zhì)，因此，相對(duì)來說，試驗(yàn)結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確和更科學(xué)。正交性就是所得結(jié)論和試驗(yàn)是沿著兩個(gè)不同方向進(jìn)行。
（9）式中E可取輸入電壓的最大值，τ取值可根據(jù)輸入電壓為最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的最小占空比Dmin和工作頻率F求得。求最大伏秒容量VTm時(shí)，應(yīng)把τ值換成τx，一般取τx = 1.43τ。
圖9是測試最大伏秒容量時(shí)，迭加直流Im，與平均工作電流Ia、半波平均電流Iaτ1、半波最大電流Imτ1各者之間的關(guān)系。
從圖中可以看出，當(dāng)D=0.5時(shí)，迭加直流Im是平均工作電流Ia的5.4倍，如果在此工作狀態(tài)下，初級(jí)線圈的電流密度為3A/mm2，則測試電流的密度為16.2A/mm2，因此，在測試過程中變壓器初級(jí)線圈一般都發(fā)熱，這正好也是校驗(yàn)初級(jí)線圈電流密度取得是否合適的方法。
上面我們已經(jīng)分析開關(guān)變壓器伏秒容量的意義和測量方法，下面我們再進(jìn)一步舉例來詳細(xì)分析開關(guān)變壓器伏秒容量的測量方法，以及通過對(duì)開關(guān)變壓器伏秒容量的測量，驗(yàn)證開關(guān)變壓器工作狀態(tài)的合理性。
例1：電視機(jī)中使用的行掃描回掃開關(guān)變壓器，簡稱高壓包，其工作原理也屬于反激式開關(guān)變壓器，其初級(jí)線圈的電感量為6毫亨，工作電壓一般為120V，正程掃描時(shí)間（脈沖寬度） 為52 ，逆程掃描時(shí)間為12 。檢測它的伏秒容量是否設(shè)計(jì)得合理，或它是否工作于最佳工作狀態(tài)。
為此，我們可以根據(jù)（2-150）式，先計(jì)算流過高壓包初級(jí)線圈的最大電流Im，然后再求其極限電流Imax的值，即：測試時(shí)選用迭加電流的值。
把已知參數(shù)代入（2-150）式：
根據(jù)上面分析，以及圖2-55和圖2-56，正常工作時(shí)，流過高壓包初級(jí)線圈的最大電流Im不應(yīng)該超過極限電流值Imax的70%，由此，可以求得流過高壓包初級(jí)線圈的極限電流Imax為1.49 A 。
上面計(jì)算出來的極限電流Imax值，就是用來測試高壓包初級(jí)線圈的迭加電流的數(shù)值。根據(jù)圖2-54，把電流源的電流設(shè)置為1.49 A，即：設(shè)置測試高壓包初級(jí)線圈的迭加電流為1.49 A，然后測試高壓包初級(jí)線圈的電感；如果測試結(jié)果Lx的數(shù)值等于或者大于初始電感L0的90%，則說明，高壓包初級(jí)線圈的伏秒容量設(shè)計(jì)是合格的，即：高壓包鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度基本工作于最佳狀態(tài)范圍之內(nèi)；如果測試結(jié)果Lx小于初始電感L0的90%，則說明，高壓包初級(jí)線圈的伏秒容量余量太小，不合格，即：高壓包鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度工作于接近飽和區(qū)的范圍之內(nèi)，磁滯損耗以及渦流損耗都比較大，并且開關(guān)變壓器容易出現(xiàn)磁飽和。
對(duì)于高壓包或開關(guān)變壓器除了測試伏秒容量的大小之外，還應(yīng)該檢測高壓包或開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的漏感。正常漏感的數(shù)值一般小于初級(jí)線圈電感量的2%，如果太大，則說明變壓器鐵芯留的氣隙長度過大，或者開關(guān)變壓器初、次級(jí)線圈的結(jié)構(gòu)或繞線方法不合理。
這里順便說明，采用圖2-54測試時(shí)應(yīng)該注意的地方。圖2-54中，隔離電感LT的大小要求是測試電感Lx數(shù)值的3倍以上，并且測量高壓包初級(jí)線圈的初始電感值L0時(shí)，最好也要接入電路之中。這里，隔離電感LT可選取20毫亨以上的帶矽鋼片鐵芯的電感，電感的鐵芯要留有一定的氣隙；電流源可用一個(gè)穩(wěn)壓電源與一個(gè)大功率電阻串聯(lián)代替，如圖2-57；或用一個(gè)穩(wěn)壓電源與一個(gè)大功率晶體放大器串聯(lián)來代替，如圖2-58。
在圖2-57中，E為穩(wěn)壓電源，R為大功率電阻，阻值范圍在1～10歐姆比較合適，阻值太大損耗功率會(huì)很大；調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的電壓輸出，就可以調(diào)節(jié)迭加電流的大小。
在圖2-58中，E為穩(wěn)壓電源，Rx為可調(diào)電阻，Q為晶體管大功率放大器（必須帶散熱片）；調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的電壓輸出，或改變可變電阻的阻值，就可以改變迭加電流的大小，但晶體管大功率放大器集電極與發(fā)射極之間的電壓降不要大于10V，否則，晶體管大功率放大器的損耗將很大。一般穩(wěn)壓電源都有電流輸出指示，所以在測試電路中不需要另外安裝電流表。
這里特別指出，在測試高壓包或開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的初始電感L0的時(shí)候，高壓包的鐵芯必須要退磁，否則，測試結(jié)果將不準(zhǔn)確。通常，帶磁的開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感量，要略大于沒帶磁開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感量。高壓包退磁的方法請參考后面《2-1-22-4．開關(guān)變壓器的消磁方法》一節(jié)的內(nèi)容。
另外，用于測試高壓包的迭加電流，其最大值Imax一般是高壓包正常工作時(shí)流過初級(jí)線圈電流（平均值或有效值）的好幾倍。例如：上例測試的高壓包，正常工作時(shí)，其平均電流IA大約只有0.42 A，但迭加電流Imax的值為1.49 A ；由此可知，迭加電流Imax的值是正常工作時(shí)平均電流的3.5倍。一般高壓包初級(jí)線圈漆包線的電流密度大約為3A/mm2 左右，因此，流過高壓包初級(jí)線圈漆包線迭加電流的最大電流密度約為10.5 A/mm2 。
通常漆包線在40度溫升的情況下，其最大電流密度大約在13A/mm2左右（直流），因此，通過測量高壓包線圈的溫升也可以知道高壓包線圈漆包線的選用是否合理。
這里順便介紹一下電流平均值IA的求法，以及其與最大電流Im和極限電流Imax的關(guān)系。圖2-59是電流平均值IA與最大電流Im和極限電流Imax之間的關(guān)系圖。
圖2-59中，IA為流過高壓包初級(jí)線圈的平均電流，IAτ1為正程掃描期間，流過高壓包初級(jí)線圈的平均電流；Im為正程掃描期間，流過高壓包初級(jí)線圈的最大電流；Imax為正程掃描期間，流過高壓包初級(jí)線圈電流的極限值；τ 為電視正程掃描時(shí)間（52us ），τ2 為電視逆程掃描時(shí)間（12us ），τx為正程掃描時(shí)間的極限值。
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