开关电源原理与设计(连载65)

单激式开关电源变压器的磁滞损耗主要出现在脉冲宽度不断变化的时候，这个结果从（2-81）式和（2-82）式也可以看得出来。由于（2-81）和（2-82）两式中减数与被减数在变化速率上相差很多个周期；当输入脉冲宽度不断变化的时候，就不能说它们之间的变化都是同一趋向，（2-81）式和（2-82）式中减数项的U2电压大小以及相位变化都要受到输入脉冲宽度进行调制；因此，它们之间的差也是不断跟随输入脉冲宽度的大小而变化的。

下面我们再来分析单激式开关电源变压器的涡流损耗。
根据（2-66）式以及图2-19、图2-20和图2-26的分析结果可知，涡流损耗是由涡流损耗电流ib产生的。由此，可以求得涡流损耗电流ib 产生的半波平均功率Pb 为：

Pb= UIb = Uib （2-83）

（2-83）式中， 为涡流电流产生的半波平均功率；U为电源电压幅度； Ib为涡流损耗电流的半波平均值， Ib = ib ，因为ib为一常数值。

涡流损耗电流ib 用示波器很容易可以测到， ib正好等于图2-26-b中不跟随时间变化的部分。
同理，如需要把涡流电流产生的半波平均功率转换成全波平均功率PbT ，只须在（2-83）式的右边再乘以输入脉冲的占空比，即：

PbT= DUIb （2-84）

（2-84）式中， PbT为涡流电流产生的全波平均功率；U为电源电压幅度； Ib为涡流损耗电流的半波平均值， Ib =ib ；D为输入脉冲的占空比。
由于单激式开关电源变压器的输入电压的正负半周是不对称的，因此，把涡流电流产生的半波平均功率和全波平均功率更容易理解。

从（2-83）式和（2-84）式以及（2-66）式可以看出，单激式开关电源变压器的涡流损耗功率，与输入电压脉冲的宽度成正比，与输入电压的平方成正比。

顺便指出：（2-84）式的结果，是认为涡流损耗在t1-t2期间（图2-26-b）完全等于0而求得的，但实际上，在t1-t2期间变压器初级线圈产生的反电动势同样也会在变压器铁芯中感应产生涡流损耗电流，即当输入电压为0时刻，在变压器铁芯中还存在很短暂时间的涡流损耗；由于这种涡流损耗是由反电动势提供能量来维持的，它将随着反电动势能量的衰减很快就衰减到0。

既然，涡流损耗会从反电动势中摄取一部分能量，那么，反电动势输出给负载R1的能量就会要减少同样一部分；即，涡流损耗的一部分能量被划分到磁滞损耗那边去了。因此，涡流损耗与磁滞损耗总是有点纠缠不清，要把它完全分开还是比较难的。

另外，工作于反激式输出的大功率单激式开关电源变压器，其初级线圈的电感相对比较小，因此，其励磁电流比较大，要精确测试其磁滞损耗和涡流损耗也是比较困难的。因为，如果按实际工作的条件来测试，反电动势输出的功率非常大，因此，在负载R1上损耗的功率也将很大；如果用小功率进行测试，离实际工作条件相差太远，测量出来的结果就没有实际意义。

因此，（2-81）、（2-82）、（2-83）、（2-84）式最好只用于对正激式输出的单激式开关电源变压器进行磁滞损耗和涡流损耗功率测试，因为其初级线圈的电感相对比较大，励磁电流比较小；如果需要对反激式输出的单激式开关电源变压器进行测试，最好只用于对小功率开关电源进行对比测试。

比如要对一个100瓦以上的反激式开关电源进行磁滞损耗和涡流损耗测试，我们可以用一个功率只有5瓦或10瓦的小开关电源来进行对比试验，然后把试验结果或优化措施移植到大功率开关电源之中。当然开关变压器的伏秒容量以及工作电压和频率应该基本一样，试验才会有效。