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博众达技术分享丨高频变压器磁饱和的原因及解决方法

来源:博众达    作者:博众达    浏览 次     时间:2021-12-02 15:57

  在我们生产变压器的时候,我们经常会遇到这样的的客诉-磁饱和。但是,实际上这样的不良现象在我们生产的过程中很难发现,因为圈数、电感、漏感等我们常测试的项目中无法测试到这样的不良。而磁饱和的危害又非常大,给我们造成的损失也会非常大。经常会造成批量性产品报废。造成客户端产品炸机等。
 

  1、首先:什么是磁饱和?

  变压器的铁芯是导磁物质,但单位截面上能通过的磁通量是有限的,当磁通密度增加到一定值,通过铁芯的磁通量不会再增加或增加变的十分缓慢,这时我们说铁芯饱和了,也就是说这变压器饱和了。变压器饱和会导致变压器失去储存能量的能力,在电路中直接变成通路状态。通俗一点的讲,就如往一杯水中不断加入糖,糖被水溶解,但是糖过多时,水再也不能将继续加入的糖溶解,也就是这杯水达到了所能溶解的最多的糖后,我们说这杯水中的糖已经“饱和”。同样,电流产生磁场,在变压器工作的过程中,电流及电压增加,磁场强度也增加,但这种增加不是无限制的。当变压器的导磁体内磁场达到某一水平时,电流的增加不能再使磁场强度增加。这时,认为此变压器达到“磁饱和”,而使变压器达到磁饱和时的电流强度,被认为是该变压器的饱和电流。 一般来说,电感器工作电流超过饱和电流,或导磁体(如变压器铁心)导磁率太低,体积不够(磁力线密度太大),都容易造成磁饱和。 简单的讲,如果一个磁芯线圈加上电流,随着电流加大,产生的磁场也会加强,当电流达到一定程度之后,产生的磁场不再继续加强,此时磁芯及线圈就进入到饱和区,磁芯处于饱和状态。
 


 

  2、变压器磁饱和的特征

  变压器工作在磁芯饱时,由于它的磁通量单位面积内再也不能提高,所以初级线圈的每伏匝数比(初级电压)再高,但它的次级电压也不会按初次级比例来升高,也就是次级电压衡定了,初级电压再提彩81网址:高频变压器的,初级线圈只会发热不会增加效率。
 

    3、磁饱和的危害有那些

  变压器初级通过的电流已经让铁心饱和,从能量传递的角度看,初级的能量不可能传递到次级;同样道理,如果是一个线圈,在饱和状态自感作用将会大大减少甚至消失,电感作用的减少或消失,剩下的就是线圈的直流电阻,通过的电流当然就会增大导致连接的器件过流损坏。
 

  (1)变压器初级侧发热甚至炸机。

  2变压器不工作。

  3变压器由于开路烧毁MOSFET甚至电路板。

  4由于变压器饱和,造成客户产品的实际功率,达不到设计功率。
 

  4、怎样防止磁饱和的出现

  由于我们在生产的过程中一般是静态测式,而一般所常测的项目中不无法测出此类不良品。往往是,在厂内测试全部合格,但是到了客户端出现炸机、过热或使客户设计的变压器输出功率达不到等。那么我们应该怎么预防出现这种情况呢?

  1-由于磁饱和与磁芯的导磁率有关,尽量使用高导磁率的磁芯(当然这样会增加成本)。

  2-严格依照客户承认书及作业指导书生产,不要未经客户同意更换材料。

  3-发生类似不良时,与客户工程主动沟通,调整初次级圈数比例,增加磁芯的气隙深度。

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