变压器学习笔记:等效电路、漏感、匝间短路与磁芯饱和
变压器学习笔记:等效电路、漏感、匝间短路与磁芯饱和

目标:把变压器从“理想器件”一路讲到工程等效电路、漏感、励磁电感、匝间短路、磁芯饱和和常见失效。重点面向电力电子和高频开关电源研发调试。


第一章 先看工程等效电路

1. 理想变压器是什么

理想变压器只有一个功能:把电压、电流和阻抗按匝比变换。

设初级匝数为 $N_p$,次级匝数为 $N_s$,匝比为:

$$ a=\frac{N_p}{N_s} $$

理想情况下:

$$ \frac{V_p}{V_s}=\frac{N_p}{N_s}=a $$

$$ \frac{I_p}{I_s}=\frac{N_s}{N_p}=\frac{1}{a} $$

$$ Z_{load}’=a^2 Z_{load} $$

这里的 $Z_{load}’$ 是把次级负载折算到初级看到的等效阻抗。

理想变压器还有几个隐含前提:

  • 磁芯磁导率无限大,所以励磁电流为 0
  • 初级和次级 100% 耦合,所以没有漏感
  • 绕组电阻为 0,所以没有铜损
  • 磁芯无损耗,所以没有铁损
  • 绝缘无限好,所以没有击穿、局放和安全隔离问题

这些前提在真实变压器里都不成立,所以工程上必须看等效电路。

2. 真实变压器等效电路

Transformer equivalent circuit
Transformer equivalent circuit

*图 1:真实变压器等效电路,包含绕组电阻、漏感、励磁支路和理想变压器。图片来源:Wikimedia Commons。*

图里的核心量可以这样理解:

  • $R_p$:初级绕组电阻,产生初级铜损
  • $R_s$:次级绕组电阻,产生次级铜损
  • $L_{lk,p}$:初级漏感,来自没有交链次级的初级漏磁通
  • $L_{lk,s}$:次级漏感,来自没有交链初级的次级漏磁通
  • $L_m$:励磁电感,代表建立主磁通所需的电感
  • $R_c$:磁芯损耗等效电阻,代表磁滞损耗和涡流损耗
  • 中间理想变压器:只负责匝比变换

如果把次级全部折算到初级,工程上常用下面的近似:

$$ R_{eq}=R_p+a^2R_s $$

$$ L_{lk,eq}=L_{lk,p}+a^2L_{lk,s} $$

这个 $L_{lk,eq}$ 就是很多 LCR 表在“次级短路法”下测到的初级侧总漏感。

3. 励磁电感、初级电感和漏感不要混淆

电源工程里经常说“初级电感 $L_p$”,它通常是指:次级开路时,从初级引脚测得的电感。

次级开路时:

$$ L_{p,open}\approx L_m+L_{lk,p} $$

由于正常变压器的漏感通常远小于励磁电感,很多场景会近似认为:

$$ L_{p,open}\approx L_m $$

但要注意:在反激电源里,所谓“变压器”本质上更像一个带隔离绕组的耦合电感,能量主要储存在气隙中。因此反激的 $L_p$ 既是初级电感,也是设计储能的关键参数:

$$ E=\frac{1}{2}L_p I_{pk}^2 $$

而在正激、半桥、全桥、LLC 等真正以“传能变压器”为主的拓扑中,磁芯不应该储存大量能量,励磁电流只是建立磁通所需的小电流。

4. 漏磁通和漏感从哪里来

Transformer leakage flux
Transformer leakage flux

*图 2:不是所有磁通都会同时穿过初级和次级。没有同时交链两侧绕组的部分就是漏磁通。图片来源:Wikimedia Commons。*

主磁通是初级和次级共同利用的磁通。漏磁通只围绕某一侧绕组闭合,没有有效穿过另一侧绕组,因此在电路上表现为串联漏感。

漏感的工程影响非常直接:

  • MOSFET 或 IGBT 关断时,漏感电流不能突变,会制造电压尖峰
  • 反激电源中,漏感能量需要 RCD、TVS 或有源钳位吸收
  • LLC 中,漏感可以是谐振电感的一部分,但必须可控
  • 高频大电流设计中,漏感会导致振铃、EMI 和器件电压应力
  • 漏感过大还会让次级整流尖峰、电磁噪声和损耗变差

漏感储能为:

$$ E_{lk}=\frac{1}{2}L_{lk}I_{pk}^{2} $$

所以峰值电流一旦变大,漏感损耗和吸收压力会按平方增长。


第二章 变压器核心参数怎么测

1. 测初级电感或励磁电感

测试目标:得到次级开路时初级绕组的小信号电感。

步骤:

  1. 所有次级绕组开路,初级连接 LCR 表。
  2. 选择和实际工作接近的频率。例如 40 kHz 开关电源可以优先看 40 kHz 或 100 kHz 档,同时记录 1 kHz 对比值。
  3. 记录 $L_p$、$Q$、等效串联电阻 ESR。
  4. 同批次物料要做上下限统计,不能只看单个样品。

判定思路:

  • $L_p$ 明显偏低:可能匝数不足、气隙过大、磁芯装配间隙异常、匝间短路
  • $L_p$ 明显偏高:可能气隙过小、磁芯材料/装配错误,饱和裕度反而可能变差
  • $Q$ 值明显偏低:可能绕组损耗大、磁芯损耗大、局部短路或测试频率不合适

2. 次级短路法测漏感

Transformer leakage inductance short-circuit method
Transformer leakage inductance short-circuit method

*图 3:次级理想短路时,励磁支路被短路侧旁路,初级端主要测到漏感。图片来源:Voltech Instruments。*

这是工程里最常用的漏感测量方法。

步骤:

  1. 将被测次级绕组可靠短接。短路线要尽可能短、粗、低阻抗。
  2. 如果变压器有多个次级,通常要把所有与初级耦合的次级都短接,否则测到的不是完整工作状态下的总漏感。
  3. LCR 表连接初级绕组。
  4. 设置测试频率。建议至少记录 1 kHz、10 kHz、100 kHz,以及实际开关频率附近的数值。
  5. 做 open/short 校准,扣除测试夹具和短路线的寄生电感。

次级短路后,励磁电感 $L_m$ 被短路的次级等效旁路,初级端测得的电感近似为:

$$ L_{meas}\approx L_{lk,p}+a^2L_{lk,s}+L_{fixture} $$

如果夹具已经校准,可写成:

$$ L_{lk,eq}\approx L_{meas} $$

还有一种基于耦合系数的写法。若次级短路后从初级测得短路电感为 $L_{sc}$,次级开路时初级电感为 $L_{open}$:

$$ k\approx \sqrt{1-\frac{L_{sc}}{L_{open}}} $$

其中 $k$ 越接近 1,耦合越好,漏感越小。

工程注意点:

  • uH 级漏感对测试线极其敏感,普通鳄鱼夹可能已经引入明显误差
  • 高频下的测量值会受趋肤效应、邻近效应和分布电容影响
  • LCR 表小信号测量不等于大电流工作状态,饱和相关问题要用 DC Bias 或上电波形确认
  • 绕组结构改动后,漏感可能比匝数变化更敏感,例如分层、三明治绕法、屏蔽层位置、挡墙宽度都会影响耦合

3. 变比和极性

变比测试不是只为了确认输出电压,还是排查绕错线、同名端错误和装配错误的最快方法。

测试方法:

  1. 用变比测试仪,或用低压正弦信号给初级加小信号。
  2. 测量各次级电压,计算 $N_p/N_s$。
  3. 用示波器双通道确认同名端。初级电压上升时,次级同名端也应同相上升。

极性错误在推挽、半桥、全桥、同步整流和反馈辅助绕组中非常危险。辅助绕组极性接反可能导致芯片无法启动或过压;同步整流极性错会直接造成短路。

4. 绝缘耐压、绝缘电阻和局部放电

隔离变压器必须把电气安全当成参数的一部分。

常见测试:

  • Hi-Pot 耐压:初级到次级、初级到磁芯、次级到磁芯
  • 绝缘电阻:用兆欧表或安规测试仪测绝缘电阻
  • 局部放电:高压大功率或长期可靠性要求高的产品会做 PD 测试
  • 爬电距离和电气间隙:设计阶段就要按安规等级留足

在高频电源里,绕组间寄生电容还会带来共模噪声。加屏蔽层可以降低共模噪声,但屏蔽层位置和接法不当也可能增加漏感或引入新的安全风险。


第三章 磁芯形状和材料怎么选

磁芯选型不要一上来就问“EE 好还是 PQ 好”。更稳的顺序是:

  1. 先看拓扑:它是传能变压器,还是储能电感 / 反激耦合电感
  2. 再看功率、频率、温升和绝缘:决定需要多大的 $A_e$、窗口面积和散热面积。
  3. 最后才看磁芯形状、材料、骨架和供应链。

1. 先分清:变压器磁芯和储能电感磁芯不是一回事

正激、半桥、全桥、LLC 里的高频变压器,主要任务是传递能量和隔离,磁芯本身不希望储存太多能量,所以通常选择高磁导率铁氧体磁芯,并尽量避免过大的气隙。

反激电源虽然常被叫“反激变压器”,但它本质上更像一个带隔离绕组的耦合电感。能量主要储存在气隙中,因此磁芯要开气隙,$L_p$、饱和电流和气隙边缘损耗都要重点看。

PFC 电感、Buck/Boost 电感、输出滤波电感这类器件,则更强调储能和直流偏置能力。它们不一定用普通铁氧体开集中气隙,也常用铁粉芯、铁硅铝、MPP、High Flux 这类分布气隙粉芯材料

一句话记忆:

高频隔离变压器优先看铁氧体;储能电感才经常讨论铁粉芯、铁硅铝、MPP、High Flux。

2. 常见磁芯形状怎么选

磁芯形状主要影响 $A_e$、窗口面积、绕线空间、漏感、散热、成本和安装高度。常见选择可以这样看:

磁芯形状特点常见应用选型提醒
EE / EI最常见、成本低、规格全、容易开气隙反激、正激、小中功率高频变压器、电感工艺成熟,适合学习和量产;但漏磁和 EMI 通常不如封闭磁路结构
EER / ER / ETD中柱更接近圆形,平均匝长较短,窗口利用率较好中功率反激、正激、半桥、LLC比普通 EE 更适合较高功率密度,绕线和温升通常更友好
PQ磁芯截面积和窗口面积配合较好,功率密度高适配器、服务器辅助电源、中高功率反激/正激同体积下输出功率能力较强,但骨架和磁芯成本通常高于普通 EE
RM / EP / EPC磁路包围性好,漏磁小,外部 EMI 较低小功率辅助电源、驱动变压器、信号/脉冲变压器绕线空间和散热受限,功率做大后不一定舒服
EFD / ELP / 平面磁芯低高度,适合薄型电源和平面变压器低矮适配器、模块电源、板载电源高度优势明显,但铜箔/PCB 绕组、漏感和散热要配合设计
UU / UI窗口大,绕组分开放置方便共模电感、大功率电感、特殊隔离结构初次级距离容易拉开,但漏感也可能变大
环形磁芯 Toroid磁路闭合好、漏磁低、铜线平均长度短共模电感、储能电感、电流互感器绕线自动化和安规隔离较麻烦,集中开气隙也不方便

工程上常见的粗略选择:

  • 小功率、成本敏感:EE、EI 最容易落地。
  • 中功率、想提高功率密度:EER、ER、ETD、PQ 更常见。
  • 高度受限:优先看 EFD、ELP、平面磁芯。
  • 低漏磁、低 EMI、小信号或驱动类:RM、EP、EPC 更合适。
  • 储能电感或共模电感:环形、UU/UI、粉芯磁环经常出现。

3. 磁芯材料怎么选

高频开关电源里最常见的磁芯材料是铁氧体,尤其是 MnZn 铁氧体。粉芯材料更多用于电感,而不是高频隔离变压器主体。

材料主要特点常见用途注意点
MnZn 铁氧体磁导率高,高频损耗低,适合几十 kHz 到数百 kHz高频变压器、反激耦合电感、共模电感饱和磁通密度不算高,温度升高后饱和裕度和损耗都要复核
NiZn 铁氧体电阻率高,更适合较高频段和 EMI 抑制高频 EMI 磁珠、射频/高频小磁件磁导率通常低于 MnZn,不是常规功率变压器首选
铁粉芯成本低,分布气隙,直流偏置能力比无气隙高磁导材料好低成本储能电感、输出电感、差模电感高频损耗较大,不适合做高效率高频变压器主磁芯
铁硅铝 Sendust / Kool Mu损耗低于普通铁粉芯,直流偏置能力和温度稳定性较好PFC 电感、Boost/Buck 电感、差模电感磁导率不高,通常用于电感储能,不用于常规隔离变压器主磁路
MPP粉芯中损耗低、稳定性好高要求滤波电感、精密电感成本高,饱和磁通密度不如 High Flux
High Flux饱和磁通密度高,抗直流偏置能力强大电流电感、PFC/输出电感成本高,损耗和价格要一起权衡
纳米晶 / 非晶磁导率高,饱和磁通密度高,低频到中频性能好共模电感、电流互感器、部分大功率磁件材料脆、成本和工艺要求高,小功率普通开关变压器不一定划算

如果是面试或评审,可以这样说:

变压器主磁芯通常优先选铁氧体,因为它高频损耗低、磁导率高;PFC 电感、Buck/Boost 电感这类带明显直流偏置的储能磁件,才更常见铁粉芯、铁硅铝、MPP、High Flux。铁粉芯便宜但损耗大,铁硅铝损耗和偏置能力更折中,MPP 性能好但贵,High Flux 饱和能力强但成本也高。

4. 形状和材料最终要回到几个硬指标

磁芯选完名字还不够,最终要落到参数上:

  • $A_e$ 有效截面积:决定同样伏秒积下的 $\Delta B$,$A_e$ 太小容易饱和或铁损高。
  • $A_w$ 窗口面积:决定绕组能不能放下,尤其多路输出、三重绝缘线、铜箔绕组时很关键。
  • $A_p$ 面积积:常用来粗估某个磁芯尺寸能不能承载目标功率。
  • $l_e$ 磁路长度和 $A_L$ 值:影响匝数、电感量和气隙设计。
  • 饱和磁通密度 $B_{sat}$:要结合最高温度看,不要只看 25°C 数据。
  • 磁芯损耗曲线:要按频率、$\Delta B$ 和温度估算铁损。
  • 骨架与安规距离:隔离变压器必须确认爬电距离、电气间隙、绝缘系统和绕线可制造性。

所以实际选型不是背“PQ 比 EE 好”,而是看它能不能同时满足:不饱和、温升过得去、绕得下、漏感可控、绝缘合规、成本和供应链能接受。


第四章 匝间短路

1. 匝间短路是什么

匝间短路是同一个绕组里相邻或相近匝之间绝缘失效,使一部分绕组被短接。

它的危险性在于:短路的那一匝会像一个短路次级一样吸收能量,局部电流非常大,发热集中,而且普通 DCR 测试往往不敏感。

对于一个有很多匝的绕组,少一匝带来的直流电阻变化可能只有百分之几甚至更低。但短路匝造成的交流损耗、等效电感下降和波形阻尼变化会非常明显。

2. 匝间短路产生原因

主要原因包括:

  • 热应力与绝缘老化:长期过载、散热差、环境温度高,使漆包线绝缘超过 Class F、Class H 等等级的耐受能力,绝缘层碳化或开裂。
  • 电动力与机械应力:外部短路、浪涌或瞬态大电流会让绕组受到很大的电磁力,线圈变形、摩擦、移位后损伤漆膜。
  • 瞬态过电压:开关尖峰、雷击浪涌、反激漏感尖峰和高 dv/dt 振铃会让局部匝间电压过高。
  • 制造工艺缺陷:绕线张力过大、铜线毛刺、漆膜拉伤、浸漆不充分、气泡和空洞会诱发局部放电。
  • 异物和污染:焊锡珠、金属粉尘、助焊剂残留和潮气会降低绝缘裕度。
  • 长期振动:车载、工业电源或风扇附近的变压器,如果固定不良,机械振动会加速绕组磨损。

3. 匝间短路怎么检测

A. 冲击耐压或 Surge Test

Surge test winding comparison waveform
Surge test winding comparison waveform

*图 4:匝间冲击测试会比较绕组的衰减振荡波形。故障绕组通常表现为频率、衰减速度或面积差异常。图片来源:Electrical Dynamic Company。*

Surge Test 是检测匝间绝缘缺陷最有效的方法之一。测试仪对绕组施加高压脉冲,绕组电感和分布电容形成衰减振荡。

正常绕组的波形应与标准样件高度一致。若存在匝间短路或绝缘薄弱点:

  • 有效电感下降,振荡频率升高
  • 损耗变大,波形衰减更快
  • 与标准绕组相比,面积差和波形差变大
  • 高压下可能出现低压 LCR 测不出的放电击穿

注意:Surge Test 是高压测试,必须按设备规范和安规流程操作,不应在普通示波器和自制高压脉冲源上随意尝试。

B. LCR 电感和 Q 值筛查

这是产线和维修中最快的初筛方法。

测试方法:

  • 次级开路,测初级 $L_p$ 和 $Q$
  • 与黄金样件或同批次均值比较
  • 多频点测试,观察异常是否随频率加重

故障表现:

  • $L_p$ 明显下降
  • $Q$ 值明显下降
  • ESR 或等效损耗增大

局限性:轻微匝间损伤或只在高压下放电的缺陷,低压 LCR 可能测不出来。

C. 频率响应分析 FRA

FRA 常用于大型电力变压器,但思路也可用于高频变压器的失效分析:扫频观察阻抗、相位或传递函数。

匝间短路、绕组变形、磁芯松动和结构变化都会改变分布电感、分布电容和谐振点。与健康样件比较时,中高频谐振点的偏移很有参考价值。

D. 上电波形和温升

对于研发样机,可以在限流电源、隔离电源和安全保护完备的前提下上电观察:

  • 初级电流是否异常偏大
  • 空载功耗是否异常升高
  • MOSFET Vds 是否振铃加重
  • 变压器某局部是否快速发热
  • 是否出现尖叫声、异响或烧漆味

匝间短路通常会带来局部快速发热。热像仪能帮助定位,但热像仪不能替代电气测试。


第五章 漏感的设计影响和优化

1. 漏感为什么会制造尖峰

以反激为例,MOSFET 导通期间初级电流上升,漏感也储能:

$$ E_{lk}=\frac{1}{2}L_{lk}I_{pk}^{2} $$

MOSFET 关断时,主励磁能量可以通过次级释放到输出端,但漏感能量不能直接传给次级,只能通过 MOSFET 的 $C_{oss}$、RCD、TVS 或有源钳位释放。

粗略估算尖峰趋势:

$$ \frac{1}{2}L_{lk}I_{pk}^{2}\approx \frac{1}{2}C_{oss}V_{spike}^{2} $$

$$ V_{spike}\approx I_{pk}\sqrt{\frac{L_{lk}}{C_{oss}}} $$

实际电路中还有 RCD、绕组电容、PCB 寄生电感、二极管结电容和 MOSFET 非线性电容,因此公式只适合帮助理解趋势,不适合直接作为最终设计值。

2. 漏感过大时会出现什么现象

  • MOSFET 或整流管尖峰电压升高
  • RCD 吸收电阻发热明显
  • Vds 或二极管反压振铃严重
  • EMI 超标,尤其是高频段
  • 轻载或空载下噪声变大
  • 同步整流误触发风险增加
  • LLC 中谐振参数偏离设计点

3. 降低漏感的绕法

常用手段:

  • 初级和次级尽量靠近,减少磁路外泄
  • 三明治绕法,例如 $P/2 – S – P/2$
  • 多层并绕或交错绕法,提高耦合
  • 减小挡墙宽度,但不能牺牲爬电距离
  • 合理安排屏蔽层,不让屏蔽层把绕组距离拉得过大
  • 大电流次级用铜箔或多股并绕,降低邻近效应

代价也要同时考虑:

  • 绕组交错会增加初次级寄生电容,可能让共模 EMI 变差
  • 绝缘距离不能因为追求低漏感而被压缩
  • 多层绕组会增加分布电容和层间电压压力
  • 工艺复杂度提高后,一致性可能变差

工程上不是“漏感越小越好”,而是要满足拓扑需求。例如反激通常希望漏感小;LLC 可能会把漏感设计成谐振电感的一部分;某些限流或谐振场景反而需要可控漏感。


第六章 磁芯饱和

1. 饱和的本质

磁芯没有进入饱和时,磁通密度 $B$ 随磁场强度 $H$ 增加而增加,导磁率较高。进入饱和后,继续增加 $H$,$B$ 增加很少,等效导磁率急剧下降,励磁电感瞬间变小。

励磁电流满足:

$$ i_m=\frac{1}{L_m}\int v_p(t)\,dt $$

所以当 $L_m$ 因饱和而塌陷时,电流会突然上翘。

对方波激励的高频变压器,磁通摆幅常用伏秒积估算:

$$ \Delta B=\frac{V\Delta t}{N A_e} $$

其中:

  • $V$:加在绕组上的电压
  • $\Delta t$:该电压持续时间
  • $N$:绕组匝数
  • $A_e$:磁芯有效截面积

如果 $\Delta B$ 加上偏置后的工作点超过材料允许范围,磁芯就会进入饱和。

2. 饱和的典型波形

Transformer saturation current waveform
Transformer saturation current waveform

*图 5:饱和时电流在导通末端突然上翘,波形不再保持线性斜坡。图片来源:ROHM 技术资料。*

未饱和时,在固定输入电压下:

$$ \frac{di}{dt}=\frac{V}{L_m} $$

电流应近似线性上升。

进入饱和后:

  • 磁芯导磁率下降
  • $L_m$ 急剧下降
  • 电流斜率突然变大
  • 波形末端出现尖峰或指数型上翘
  • MOSFET、采样电阻和变压器温升迅速恶化

3. 怎么检测饱和

饱和最终在电源里表现为“同样伏秒积下,励磁电感塌陷,电流斜率突然变大”。

所以研发调试时,直接看实际工作波形最贴近真实工况;

而离线来料或磁件选型时,DC Bias / B-H 测试更适合做可量化规格。

A. 初级电流波形观测(研发调试首选,最正规)

这是最直接的方法。

测试方法:

  1. 用电流探头夹初级电流,或用低感采样电阻测电流。
  2. 示波器同时看初级电压、MOSFET Vds、驱动 Vgs 和初级电流。
  3. 从低压、轻载开始,逐步升输入电压和负载。
  4. 观察电流斜坡是否保持线性。

判定标准:

  • 正常:导通期间电流斜率基本恒定
  • 临界饱和:导通末端斜率开始变陡
  • 明显饱和:末端电流尖峰突然上翘,且重复出现

推挽拓扑尤其要注意偏磁。两管导通压降、驱动延迟、死区时间或绕组不对称会导致伏秒积不平衡,磁通逐周期向一侧游走,最终某一个半周突然饱和。

旁边标注一句:如果是在公司研发台架上判断“这台电源有没有饱和”,优先用这个方法。 它看的不是单独磁芯,而是“磁芯 + 绕组 + 气隙 + 实际驱动 + 实际温度 + 实际占空比”的综合结果。

B. B-H 曲线测试(最完整,但设备门槛高)

B-H curve
B-H curve

*图 6:B-H 曲线能显示磁芯是否进入非线性和饱和区。图片来源:Wikimedia Commons。*

工程上可以用示波器 X-Y 模式观察动态磁滞回线:

  • X 轴:用电流探头或无感采样电阻表示励磁电流,近似对应 $H$
  • Y 轴:用辅助绕组加 RC 积分得到磁通,近似对应 $B$

如果 B-H 曲线顶部或底部明显变平,同时向水平方向拉长,说明 $H$ 增加但 $B$ 不再明显增加,磁芯已经进入饱和区域。

旁边标注一句:B-H 曲线是理论上最完整的饱和判据,但普通电源研发现场不一定天天这么测。 它更适合磁芯材料评估、磁件设计验证、实验室分析,而不是每次板级 debug 的第一选择。

C. DC Bias 电感测试(物料验收/磁件规格最正规)

离线物料检验或磁芯选型时,可以用带直流偏置的 LCR 系统测 $L-I$ 曲线。

测试方法:

  1. 给绕组叠加逐渐增大的直流偏置电流。
  2. 同时测量小信号电感。
  3. 观察电感随偏置电流下降的曲线。

常见判定方式:

  • 电感下降到初始值的 80% 时定义一个工程饱和点
  • 有些公司用 70% 或 90%,要看产品规范
  • 设计峰值电流必须低于该点,并保留温度、批次和瞬态裕度

旁边标注一句:如果是供应商承认规格、IQC 来料、磁件设计留裕度,DC Bias 的 $L-I$ 曲线通常是最工程化、最容易写进规范的方法。 它的缺点是离线小信号测试,不能完全替代上电波形。

D. 热像仪和温升(辅助验证,不是正规判据)

饱和通常伴随铜损和铁损同时上升。带载烤机时,如果磁芯中柱或局部区域温升异常快,应重点排查:

  • $N$ 是否偏少
  • $A_e$ 是否选小
  • 气隙是否错误
  • 工作频率是否偏低导致伏秒积过大
  • 推挽、半桥是否存在偏磁
  • 磁芯材料是否不适合当前频率和温度

热像仪只能提示“哪里热”,不能单独证明“为什么热”。最终仍要结合电流波形、材料参数和损耗计算判断。

旁边标注一句:温升只能说明“这里有异常损耗”,不能单独下结论说“磁芯饱和”。 因为绕组铜损、邻近效应、气隙边缘损耗、粘接不良、散热路径差,都可能造成局部温升。

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