《开关电源原理与设计》

电子创新网设计联谊会上（当时还叫IC设计荔枝节），陶先生当时主持一个会场讨论，其犀利诙谐的言论吸引了所有与会者，也包括我这个对本土IC设计不甚了解的门外汉，从那以后，与陶先生结下友谊，对陶先生印象最深的是其古道热肠和渊博的知识，作为留学德国的高材生，陶先生在射频、电子系统设计方面积累深厚的经验，在我担任电子工程专辑网站主编期间，陶先生经常撰写技术文章，其文章点击率经常创下记录，2007年，他的《为什么大学毕业生工作难找？》的文章一发表就受到各个媒体的转载，引起强烈反响，现在，当我们回读这篇文章，陶显芳先生当时的分析无不一一得到印证。创办电子创新网以后，陶先生也是鼎力支持，在电子创新网上首发了很多非常有分量的文章，《开关电源原理与设计》一书本是陶先生准备出版的图书，此书从理论深度分析开关电源的原理，书中很多公式均由陶先生自己推导得出，且内容由浅入深，非常适合工程师朋友学习。在国内开关电源书籍中可算是位列第一的奇书，此书经我看后，即被约来发表，电子创新网也成为此书唯一授权发表媒体，陶先生淡泊名利，唯希望此书可以给本土工程师电源设计上更多帮助，在此，衷心地感谢陶先生无私地奉献！此书第一章出版后受到工程师的热捧，这次，我们将此书第二章整理为电子创新网系列电子书，方便大家的查阅和学习，这里再次感谢陶工的贡献！也要感谢创新网小编selina为此书所作的整理和排版工作！此书目前以博文连载形式在电子创新网发表，陶先生也经常在博客中回答网友的提问，如果想了解最新内容可以登陆电子创新网查看。我们会将编辑后登出，供工程师朋友下载。张国斌《开关电源原理与设计》电子书主编电子创新网CEO电子创新网开关电源原理与设计前言作者简介陶显芳先生简历：毕业于大连理工大学，1988年经电子部选拔，由国家经委派送，德国企业界资助(中德政府签订的150个专家学者到德进修学习项目)，赴德国CDC(CARDUISBERGCENTER)和SIEMENS等大学、企业进修学习(18个月)。参与开发的651甲、970、713雷达被中国科学大会授予科学进步奖；是康佳技术开发中心的创始人和技术带头人，开发的KK953P型彩电获全国彩电性能指标评比第一名。拥有多项国家级发明专利。现为康佳集团彩电技术开发中心总体技术设计所所长/高级工程师，“中国管理科学研究院”特约研究员，深圳市计算机协会第六届副会长。陶先生在创新网上的博客地址：电子创新网开关电源原理与设计目录目录前言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2第2章开关变压器的工作原理与设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••52.1开关变压器的工作原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••52.1.1三个基本概念——磁场强度、磁感应强度、磁通•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••52.1.2开关变压器工作原理简介••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••72.1.3脉冲序列对单激式开关变压器铁心的磁化••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••92.1.4变压器铁心的初始磁化曲线••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••152.1.5单激式开关变压器的伏秒容量与初级线圈匝数的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••182.1.6脉冲序列对双激式开关变压器铁心的磁化•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••202.1.7双激式开关变压器伏秒容量与初级线圈匝数的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••232.1.8各种波形电源变压器初级线圈匝数的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••242.1.9双激式开关变压器存在的风险••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••262.1.10开关变压器磁滞损耗分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••292.1.11开关变压器铁芯磁滞回线测量•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••362.1.12开关变压器涡流损耗分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••412.1.13开关变压器铁芯气隙的选取•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••492.1.14单激式开关变压器铁芯磁滞损耗、涡流损耗的测量•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••522.1.15双激式开关变压器铁芯磁滞损耗、涡流损耗的测量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••572.1.16开关变压器铁芯脉冲导磁率与平均导磁率的测量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••602.1.17开关变压器的有效导磁率•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••622.1.18开关变压器的漏感•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••642.1.19线圈电感量的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••672.1.20开关变压器的分布电容•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••752.1.21开关变压器的等效电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••782.1.22．开关变压器伏秒容量的测量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••875电子创新网开关变压器的工作原理现代电子设备对电源的工作效率、体积以及安全要求等技术性能指标越来越高，在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中，基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关变压器是开关电源中的关键器件，因此，在这一章中我们将非常详细地对与开关变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候，必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁通等概念，为此，这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。2.1.1三个基本概念——磁场强度、磁感应强度、磁通在自然界中无处不存在电场和磁场，在带电物体的周围必然会存在电场，在电场的作用下，周围的物体都会感应带电；同样在带磁物体的周围必然会存在磁场，在磁场的作用下，周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外，铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流，这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此，磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下，磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道，电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的，而在磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度，为此，电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度，但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的，因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好，电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关，而且还与介质的属性有关。所以，电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。在电磁场理论中，磁场强度H的定义为：在真