【电子基础知识】变压器讲解

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【电子基础知识】变压器讲解


变压器是利用电磁感应原理来进行变换交流电压的一种器件，其主要构件包括初级线圈、次级线圈、铁芯。


在电子专业里，经常能看到变压器的身影，最常见的是在电源里作为变换电压、隔离来使用。

简单的说，初、次级线圈的电压比等于初、次级线圈的匝数比，因此，想要输出不同的电压，改变线圈的匝数比就可以实现了。





根据变压器的工作频率不同，一般可以分成低频变压器和高频变压器，例如，日常生活中，工频交流电的频率是50Hz，我们把工作在这一频率下的变压器叫做低频变压器；而高频变压器的工作频率可达几十kHz到几百kHz。
输出功率相同的低频变压器与高频变压器，高频变压器的体积要比低频变压器要小很多。

变压器在电源电路中算是个头比较大的元件，在保证输出功率的同时想要把体积做得小，就要使用高频变压器，所以在开关电源里都会用到高频变压器。


高频变压器和低频变压器的工作原理是相同的，都是利用电磁感应的原理工作的，但在制作材料方面，它们的“芯”所使用的材料是不同的。

低频变压器的铁芯一般是使用很多片硅钢片堆叠而成的，而高频变压器的铁芯是用高频磁性材料（如：铁氧体）组成的。（所以高频变压器的铁芯一般叫做磁芯）
在直流稳压电源电路里，低频变压器传输的是正弦波信号。

而在开关电源电路里，高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。


低频变压器一般在电路符号上，初级线圈只有一个绕组，你常看见的符号大概是这样的：

而高频变压器，在电路符号上，你可能会发现，有的高频变压器初级这边居然会有两个线圈？

其实并不是有两个初级线圈，初级线圈只有一个，另一个是辅助线圈，“辅助线圈”实际上是属于次级线圈，之所以叫辅助线圈，是因为其在电路中起辅助作用。


辅助线圈是为连接初级线圈的电路服务的，辅助线圈在初级，能为变压器提供保护用的电压源和反馈信号，通过辅助线圈的反馈作用，能使内部电源稳定。
还有，在次级线圈输出过载时，电流过大会导致次级线圈承载能力不足，从而导致次级线圈输出电压下降，辅助线圈输出电压也下降，当下降到一定程度，会使振荡电路无法起振，从而保护开关管。

在额定功率时，变压器输出功率与输入功率之间的比值，叫做变压器的效率。

当变压器输出功率等于输入功率时，效率为100%，事实上这样的变压器是不存在的，因为铜损和铁损的存在，变压器是会存在一定的损耗。
什么是铜损？
因为变压器线圈是有一定电阻的，当电流通过线圈，就会有部分能量变成热量，由于变压器线圈是用铜线绕成的，所以这种损耗又叫铜损。
什么是铁损？
变压器的铁损主要包括两个方面：一是磁滞损耗，二是涡流损耗。
磁滞损耗是指当交流电通过线圈，会产生磁力线穿过铁芯，铁芯内部分子相互摩擦就会产生热量，从而消耗一部分电能。因为磁力线穿过铁芯，铁芯也会产生感应电流，因电流成旋涡状，所以也叫涡流，涡流损耗也会消耗一部分电能。
来源：电子电路