磁芯飽和就相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)是個空心線圈(相當(dāng)于短路)，它的電流會很大，一直上升到燒壞變壓器或者保險管為止。磁芯氣隙是磁芯空氣間隙的簡稱，一般鐵氧體，和硅鋼的磁芯都不是一個整體的閉合體，是由E字體對接的對接口處有意無意留下的間隙就是磁芯氣隙，所以人們不需要磁芯氣隙時可以采用環(huán)型變壓器，用到磁芯氣隙時就故意加大對接的缺口，或在缺口處墊非導(dǎo)磁材料，如高溫紙。

漏電感(英文：Leakage inductance)是電子工程領(lǐng)域術(shù)語，指變壓器初次級繞組間因未完全耦合而產(chǎn)生的電感參數(shù)，理想狀態(tài)下數(shù)值為零。其源于繞組間未參與能量傳輸?shù)穆┐磐ǎ诘刃щ娐分幸源?lián)電感形式存在，耦合系數(shù)與漏感呈反比關(guān)系漏電感測量需通過短路次級繞組測初級電感或反之，常用方法包括電橋法、伏安法和短路試驗(yàn)法，結(jié)果受繞組結(jié)構(gòu)、磁芯氣隙長度及工作頻率影響，氣隙增大導(dǎo)致漏磁增加，穿過次級線圈的磁通量減少 [5]。漏感與分布電容形成振蕩回路可能引發(fā)電磁干擾，并在開關(guān)電路中產(chǎn)生反電動勢導(dǎo)致器件擊穿工業(yè)會與電氣學(xué)會對漏感定義存在標(biāo)準(zhǔn)差異，優(yōu)化方法包括分層錯開繞制、三明治繞法和雙交線工藝，可將漏感控制在較低水平。

高頻變壓器才開氣隙，是為了防止鐵芯磁飽合，因?yàn)閁PS中有高次詣波，所以要開氣隙，但變壓器開氣隙的原理和電感是不一樣的。變壓器都是硅鋼片拼成的，兩個對著的硅鋼片之間的間隙叫氣隙。氣隙大了當(dāng)然磁阻就大了。變壓器留氣隙是為了防止在工作中產(chǎn)生磁飽和!氣隙是在鐵芯交合處留的縫隙!和繞線無關(guān)。有了氣隙的確是增加了磁阻，但卻是有益的!氣隙的作用是減小磁導(dǎo)率，使線潿特性較少地依賴于磁芯材料的起始磁導(dǎo)率。氣隙可以避免在交流大信號或直流偏置下的磁飽和現(xiàn)象，更好地控制電感量。然而，在氣隙降低磁導(dǎo)率的情況下要求線圈圈數(shù)較多，相關(guān)的銅損也增加，所以需要適當(dāng)?shù)恼壑小?

一般反激式電源,在氣隙較小時,氣隙越小,功率越小,氣隙越大,功率越大,一般氣隙能調(diào)到滿足最大輸出功率即可,當(dāng)然任何條件下不能進(jìn)入飽和區(qū),即輸入電流不能出現(xiàn)上沖現(xiàn)象。在磨氣隙時,可用一小條水沙紙(加水磨速度較快較平),底下墊玻璃,要?dú)庀洞缶湍ブ虚g,想減小點(diǎn)氣隙就磨兩邊。反激電源變壓器漏感是一個非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于反激電源需要變壓器儲存能量，要使變壓器鐵芯得到充分利用，一般都要在磁路中開氣隙，其目的是改變鐵芯磁滯回線的斜率，使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊，而不至于鐵芯進(jìn)入飽和非線形狀態(tài)，磁路中氣隙處于高磁阻狀態(tài)，在磁路中產(chǎn)生漏磁遠(yuǎn)大于完全閉合磁路。

變壓器初次極間的耦合，也是確定漏感的關(guān)鍵因素，要盡量使初次極線圈靠近，可采用三明治繞法，但這樣會使變壓器分布電容增大。選用鐵芯盡量用窗口比較長的磁芯，可減小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。反激電源變壓器磁芯工作在單向磁化狀態(tài)，所以磁路需要開氣隙，類似于脈動直流電感器。部分磁路通過空氣縫隙耦合。為什么開氣隙的原理本人理解為：由于功率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(磁滯回線)，在工作特性曲線上Y軸表示磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)，現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝一般飽和點(diǎn)在400mT以上，一般此值在設(shè)計(jì)中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場強(qiáng)度(H)此值與磁化電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。磁路開氣隙相當(dāng)于把磁體磁滯回線向X 軸向傾斜，在同樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度下，可承受更大的磁化電流，則相當(dāng)于磁心儲存更多的能量，此能量在開關(guān)管截止時通過變壓器次級瀉放到負(fù)載電路，反激電源磁芯開氣隙有兩個作用，其一是傳遞更多能量，其二防止磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài)，不僅要通過磁耦合傳遞能量，還擔(dān)負(fù)電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心，氣隙太大可使漏感變大，磁滯損耗增加，鐵損、銅損增大，影響電源的整機(jī)性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和，導(dǎo)致電源損壞。

當(dāng)在變壓器鐵芯中留有氣隙時，由于空氣的導(dǎo)磁率只有鐵芯導(dǎo)磁率的幾千分之一，磁動勢幾乎都降在氣隙上面。因此，留有氣隙的變壓器鐵芯，其平均導(dǎo)磁率將會大大下降;不但剩余磁通密度會降低，而且最大磁通密度Bm可以達(dá)到飽和磁通密度Bs，從而使磁通增量增大，變壓器鐵芯不再容易出現(xiàn)磁飽和。

漏感，簡而言之，就是電機(jī)在初次級耦合過程中未能完全傳遞的磁通部分。具體來說，當(dāng)變壓器中的線圈產(chǎn)生磁力線時，并非所有磁力線都能順利通過次級線圈，這部分未能通過的磁力線所產(chǎn)生的電感，即被稱為漏感。值得注意的是，雖然印制電路板上的導(dǎo)線以及變壓器的引線端也會貢獻(xiàn)一部分漏感，但變壓器原邊側(cè)繞組，特別是與副邊側(cè)繞組存在耦合關(guān)系的部分，是漏感的主要來源。

漏感，這一現(xiàn)象源于變壓器一組線圈到另一組磁通量未能實(shí)現(xiàn)完全耦合，從而產(chǎn)生了電感分量。具體來說，初級線圈到次級線圈之間磁通量未被耦合的部分，會形成一個與初級串聯(lián)的感性阻抗。這種漏感通常被表示為理想變壓器初級線圈前端額外添加的一個電感。

變壓器的漏感在特定應(yīng)用中，例如開關(guān)電源和照明整流器，會對其功能產(chǎn)生顯著影響。

因此，對于變壓器制造商而言，精確測量漏感是一項(xiàng)至關(guān)重要的步驟。

那么，氣隙與漏感之間是否存在線性關(guān)系呢?為了更清晰地闡述這一問題，我們可以通過一個實(shí)例來探討變壓器漏感與氣隙大小之間的三種可能關(guān)系：不變、變大以及變小。

由此可見，變壓器漏感與氣隙大小的關(guān)系并非簡單增大、減小或不變，而是取決于具體的繞組結(jié)構(gòu)和磁芯特性。在固定且制作完成的變壓器中，漏感的大小受到多個因素的影響，包括繞組系數(shù)K、繞線長度Lmt、繞組匝數(shù)Nx、繞組寬度W以及繞線絕緣厚度Tins等。此外，漏感還會對電路性能產(chǎn)生不利影響，如導(dǎo)致開關(guān)管關(guān)斷時DS間出現(xiàn)電壓尖峰等。因此，在變壓器設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，合理控制漏感的大小和影響顯得尤為重要。

變壓器燒毀后如何應(yīng)對?氣隙調(diào)整不當(dāng)可能導(dǎo)致電源全面報(bào)廢，而問題的關(guān)鍵往往隱藏在鐵芯的縫隙之中。上周，廠里的服務(wù)器電源又遭遇了燒毀的命運(yùn)，工程師們在機(jī)房中忙碌了一整個下午。經(jīng)過一番排查，他們發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯的對接口過于狹窄，導(dǎo)致電流過高，進(jìn)而引發(fā)保險絲的熔斷。

這不禁讓我想起了當(dāng)初學(xué)習(xí)電工時，師傅們常說的那句話：“鐵芯中的氣隙，雖小卻能起到關(guān)鍵作用，既能救命也能致命?！?

變壓器的工作原理其實(shí)并不復(fù)雜。其核心結(jié)構(gòu)就是兩個線圈繞制在鐵芯上，當(dāng)電流通過時，會產(chǎn)生磁場。然而，如果鐵芯完全閉合，一旦電流過大，就會造成飽和，如同水壩的決堤。此時，鐵芯將變成一根空心線圈，電流將持續(xù)上升，直至電線被燒斷。因此，為了防止這種情況的發(fā)生，我們需要在鐵芯中預(yù)留一個氣隙。通過使用紙片或其他材料進(jìn)行墊襯，可以增加磁阻，從而確保電流不會失控。

此外，漏感問題也是變壓器設(shè)計(jì)中不可忽視的一環(huán)。正激電源和反激電源在處理漏感方面有所不同。前者需要精確的復(fù)位控制，而后者則可以通過特殊的繞制方式來減少漏感。然而，這也會帶來新的挑戰(zhàn)，例如選擇合適的磁芯形狀和材料。有些廠家已經(jīng)開始嘗試使用高頻變壓器來提高效率，但這也需要權(quán)衡氣隙的大小和磁芯的損耗。

在材料方面，納米晶材料因其高導(dǎo)磁率而受到關(guān)注，但它們對氣隙的敏感性也較高。另一方面，有人正在研究在鐵芯中加入陶瓷層來控制磁阻變化的方法，但目前仍處于試驗(yàn)階段。

然而，氣隙的大小選擇至關(guān)重要。氣隙過小可能導(dǎo)致鐵芯飽和，而氣隙過大則可能增加漏感。漏感是指磁場中泄漏的部分能量，這些能量會轉(zhuǎn)化為熱量浪費(fèi)掉。在反激式電源中，反激變壓器必須開設(shè)氣隙以儲存能量。但具體的氣隙大小應(yīng)如何調(diào)整呢?這通常需要根據(jù)變壓器的功率來定。對于小功率的變壓器，氣隙可以設(shè)置得小一些;而對于大功率的變壓器，則氣隙需要設(shè)置得大一些。

調(diào)試氣隙是一項(xiàng)需要細(xì)致操作的工作。有時，師傅們會使用砂紙來磨削氣隙，并在下方墊上玻璃板進(jìn)行微調(diào)。通過磨削氣隙的不同位置，我們可以改變其大小。同時，還需要不斷測試電流，以確保不會出現(xiàn)上沖現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)電流突然飆升，就意味著鐵芯可能已經(jīng)進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時必須重新進(jìn)行調(diào)整。

隨著科技的不斷進(jìn)步，我們期待未來能看到更多創(chuàng)新的變壓器設(shè)計(jì)出現(xiàn)。總之，變壓器設(shè)計(jì)如同在鋼絲上走平衡木，氣隙過小可能引發(fā)鐵芯飽和，而氣隙過大則會導(dǎo)致漏感增加。在調(diào)試過程中，需要不斷測試電流、計(jì)算參數(shù)，甚至使用顯微鏡來檢查氣隙的平整度。有一次，我們在維修服務(wù)器電源時，就發(fā)現(xiàn)氣隙的不均勻分布導(dǎo)致局部磁阻增大，進(jìn)而引發(fā)局部過熱，差點(diǎn)燒毀電路板。

如今，隨著新設(shè)備對小型化的追求，磁芯窗口往往被緊密填滿線圈，這使得氣隙的調(diào)整變得更為困難。然而，氣隙過小又容易導(dǎo)致鐵芯飽和，從而降低輸出功率。面對客戶對高性能和省體積的雙重需求，工程師們不得不在兩者之間進(jìn)行權(quán)衡和妥協(xié)。最近，有報(bào)道稱歐盟新規(guī)要求電源效率更高，這促使許多廠家嘗試零氣隙設(shè)計(jì)，但這也帶來了開關(guān)頻率降低和成本上升的問題。

總的來說，變壓器中的每一毫米氣隙都蘊(yùn)含著復(fù)雜的技術(shù)考量。從材料選擇到鐵芯磨削，從繞線方式到控制策略，每一個環(huán)節(jié)的微小偏差都可能引發(fā)嚴(yán)重后果。希望在未來的工作中，我們能夠更快地找到問題所在，避免再次耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。