开关电源原理与设计（连载80）

      2-1-22-3．开关变压器伏秒容量的意义

      开关变压器或储能电感线圈的极限伏秒容量VTmax参数，其实与晶体管的最大集电极电压BVceo参数一样重要。在晶体管放大电路中，当晶体管集电极与发射极两端的电压超过最大集电极电压BVceo时，晶体管就会被击穿损坏。同样，在开关电源中，当施加于开关变压器的伏秒容量（电压幅度与时间长度）超过极限伏秒容量VTmax时，开关变压器也要损坏，并且还会损坏电源开关管，及其它电路元件。

      开关变压器伏秒容量的意义相当于图2-56中斜线为界的矩形面积，决定面积大小的两条边分别由开关变压器的工作电压（直流脉冲幅度）V和持续通电时间T（脉冲宽度）的乘积组成。其极限伏秒容量VTmax相当于以Vmax为一条边与τmax为另一条边所构成的面积，灰色区域部分相当于开关变压器正常工作时伏秒容量的面积。

      不过这里还应强调指出，只要伏秒容量的面积没有超出极限伏秒容量的面积，V或T任何一条边分别都可以超出图2-56中所示的V或T边上的Vmax和τmax的长度。

      结合图2-55和图2-56，我们可以看出，使用开关变压器时，最好让流过开关变压器线圈的最大工作电流约等于图2-55中 ，或者让开关脉冲的宽度约等于 。

图2－56 开关变压器伏秒容量的意义

      当流过开关变压器线圈的最大工作电流等于图2-55中Ib 时，开关变压器线圈的电感量为最大值Lmax ；在此种情况下，开关变压器的工作效率最高，因为，此时开关变压器铁芯损耗与开关变压器线圈损耗的乘积最小（磁滞损耗与励磁电流的大小成正比，还与磁感应强度增量的平方成正比；涡流损耗与磁感应强度增量的平方成正比；铜阻的损耗与导线的长度成正比）；并且，开关变压器的伏秒容量VTb与极限伏秒容量VTmax还有很大的安全距离。

      目前，一般开关变压器都大量选用铁氧体磁芯为铁芯材料，这种铁氧体磁芯的磁饱和磁感应强度Bs一般为4500～5000高斯，因此，由图2-55可以看出，开关变压器铁芯的最佳磁感应强度Bb大约为磁饱和磁感应强度Bs的一半左右，即：Bb = 2300～2500高斯。因此，当使用（4）式对开关变压器初级线圈进行计算的时候，公式中最大磁感应强度Bm的取值，最好不要超过2500高斯。

      由于开关变压器铁芯磁饱和磁感应强度Bs参数的分散性，用什么方法，我们才能知道开关变压器的铁芯正好就工作于最佳磁感应强度Bb的位置上呢？或者我们拿到一个开关变压器，到底应该取多大的脉冲宽度，以及占空比，或者工作频率，才合理呢？

      这个必须通过对开关变压器伏秒容量的测量，才能最后作出决定，同时还可以检查开关变压器铁芯气隙长度留得是否合适。

      下面我们通过对开关变压器伏秒容量进行测量的例子，进一步分析伏秒容量的实用意义。