变压器初次极间的耦合，也是确定漏感的关键因素

磁芯饱和就相当于变压器的一次侧是个空心线圈(相当于短路)，它的电流会很大，一直上升到烧坏变压器或者保险管为止。磁芯气隙是磁芯空气间隙的简称，一般铁氧体，和硅钢的磁芯都不是一个整体的闭合体，是由E字体对接的对接口处有意无意留下的间隙就是磁芯气隙，所以人们不需要磁芯气隙时可以采用环型变压器，用到磁芯气隙时就故意加大对接的缺口，或在缺口处垫非导磁材料，如高温纸。

漏电感(英文：Leakage inductance)是电子工程领域术语，指变压器初次级绕组间因未完全耦合而产生的电感参数，理想状态下数值为零。其源于绕组间未参与能量传输的漏磁通，在等效电路中以串联电感形式存在，耦合系数与漏感呈反比关系漏电感测量需通过短路次级绕组测初级电感或反之，常用方法包括电桥法、伏安法和短路试验法，结果受绕组结构、磁芯气隙长度及工作频率影响，气隙增大导致漏磁增加，穿过次级线圈的磁通量减少 [5]。漏感与分布电容形成振荡回路可能引发电磁干扰，并在开关电路中产生反电动势导致器件击穿工业会与电气学会对漏感定义存在标准差异，优化方法包括分层错开绕制、三明治绕法和双交线工艺，可将漏感控制在较低水平。

高频变压器才开气隙，是为了防止铁芯磁饱合，因为UPS中有高次诣波，所以要开气隙，但变压器开气隙的原理和电感是不一样的。变压器都是硅钢片拼成的，两个对着的硅钢片之间的间隙叫气隙。气隙大了当然磁阻就大了。变压器留气隙是为了防止在工作中产生磁饱和!气隙是在铁芯交合处留的缝隙!和绕线无关。有了气隙的确是增加了磁阻，但却是有益的!气隙的作用是减小磁导率，使线涠特性较少地依赖于磁芯材料的起始磁导率。气隙可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，更好地控制电感量。然而，在气隙降低磁导率的情况下要求线圈圈数较多，相关的铜损也增加，所以需要适当的折中。

一般反激式电源,在气隙较小时,气隙越小,功率越小,气隙越大,功率越大,一般气隙能调到满足最大输出功率即可,当然任何条件下不能进入饱和区,即输入电流不能出现上冲现象。在磨气隙时,可用一小条水沙纸(加水磨速度较快较平),底下垫玻璃,要气隙大就磨中间,想减小点气隙就磨两边。反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数，由于反激电源需要变压器储存能量，要使变压器铁芯得到充分利用，一般都要在磁路中开气隙，其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率，使变压器能够承受大的脉冲电流冲击，而不至于铁芯进入饱和非线形状态，磁路中气隙处于高磁阻状态，在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。

变压器初次极间的耦合，也是确定漏感的关键因素，要尽量使初次极线圈靠近，可采用三明治绕法，但这样会使变压器分布电容增大。选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯，可减小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。反激电源变压器磁芯工作在单向磁化状态，所以磁路需要开气隙，类似于脉动直流电感器。部分磁路通过空气缝隙耦合。为什么开气隙的原理本人理解为：由于功率铁氧体也具有近似于矩形的工作特性曲线(磁滞回线)，在工作特性曲线上Y轴表示磁感应强度(B)，现在的生产工艺一般饱和点在400mT以上，一般此值在设计中取值应该在200-300mT比较合适、X轴表示磁场强度(H)此值与磁化电流强度成比例关系。磁路开气隙相当于把磁体磁滞回线向X 轴向倾斜，在同样的磁感应强度下，可承受更大的磁化电流，则相当于磁心储存更多的能量，此能量在开关管截止时通过变压器次级泻放到负载电路，反激电源磁芯开气隙有两个作用，其一是传递更多能量，其二防止磁芯进入饱和状态。反激电源的变压器工作在单向磁化状态，不仅要通过磁耦合传递能量，还担负电压变换输入输出隔离的多重作用。所以气隙的处理需要非常小心，气隙太大可使漏感变大，磁滞损耗增加，铁损、铜损增大，影响电源的整机性能。气隙太小有可能使变压器磁芯饱和，导致电源损坏。

当在变压器铁芯中留有气隙时，由于空气的导磁率只有铁芯导磁率的几千分之一，磁动势几乎都降在气隙上面。因此，留有气隙的变压器铁芯，其平均导磁率将会大大下降;不但剩余磁通密度会降低，而且最大磁通密度Bm可以达到饱和磁通密度Bs，从而使磁通增量增大，变压器铁芯不再容易出现磁饱和。

漏感，简而言之，就是电机在初次级耦合过程中未能完全传递的磁通部分。具体来说，当变压器中的线圈产生磁力线时，并非所有磁力线都能顺利通过次级线圈，这部分未能通过的磁力线所产生的电感，即被称为漏感。值得注意的是，虽然印制电路板上的导线以及变压器的引线端也会贡献一部分漏感，但变压器原边侧绕组，特别是与副边侧绕组存在耦合关系的部分，是漏感的主要来源。

漏感，这一现象源于变压器一组线圈到另一组磁通量未能实现完全耦合，从而产生了电感分量。具体来说，初级线圈到次级线圈之间磁通量未被耦合的部分，会形成一个与初级串联的感性阻抗。这种漏感通常被表示为理想变压器初级线圈前端额外添加的一个电感。

变压器的漏感在特定应用中，例如开关电源和照明整流器，会对其功能产生显著影响。

因此，对于变压器制造商而言，精确测量漏感是一项至关重要的步骤。

那么，气隙与漏感之间是否存在线性关系呢?为了更清晰地阐述这一问题，我们可以通过一个实例来探讨变压器漏感与气隙大小之间的三种可能关系：不变、变大以及变小。

由此可见，变压器漏感与气隙大小的关系并非简单增大、减小或不变，而是取决于具体的绕组结构和磁芯特性。在固定且制作完成的变压器中，漏感的大小受到多个因素的影响，包括绕组系数K、绕线长度Lmt、绕组匝数Nx、绕组宽度W以及绕线绝缘厚度Tins等。此外，漏感还会对电路性能产生不利影响，如导致开关管关断时DS间出现电压尖峰等。因此，在变压器设计和应用中，合理控制漏感的大小和影响显得尤为重要。

变压器烧毁后如何应对?气隙调整不当可能导致电源全面报废，而问题的关键往往隐藏在铁芯的缝隙之中。上周，厂里的服务器电源又遭遇了烧毁的命运，工程师们在机房中忙碌了一整个下午。经过一番排查，他们发现变压器铁芯的对接口过于狭窄，导致电流过高，进而引发保险丝的熔断。

这不禁让我想起了当初学习电工时，师傅们常说的那句话：“铁芯中的气隙，虽小却能起到关键作用，既能救命也能致命。”

变压器的工作原理其实并不复杂。其核心结构就是两个线圈绕制在铁芯上，当电流通过时，会产生磁场。然而，如果铁芯完全闭合，一旦电流过大，就会造成饱和，如同水坝的决堤。此时，铁芯将变成一根空心线圈，电流将持续上升，直至电线被烧断。因此，为了防止这种情况的发生，我们需要在铁芯中预留一个气隙。通过使用纸片或其他材料进行垫衬，可以增加磁阻，从而确保电流不会失控。

此外，漏感问题也是变压器设计中不可忽视的一环。正激电源和反激电源在处理漏感方面有所不同。前者需要精确的复位控制，而后者则可以通过特殊的绕制方式来减少漏感。然而，这也会带来新的挑战，例如选择合适的磁芯形状和材料。有些厂家已经开始尝试使用高频变压器来提高效率，但这也需要权衡气隙的大小和磁芯的损耗。

在材料方面，纳米晶材料因其高导磁率而受到关注，但它们对气隙的敏感性也较高。另一方面，有人正在研究在铁芯中加入陶瓷层来控制磁阻变化的方法，但目前仍处于试验阶段。

然而，气隙的大小选择至关重要。气隙过小可能导致铁芯饱和，而气隙过大则可能增加漏感。漏感是指磁场中泄漏的部分能量，这些能量会转化为热量浪费掉。在反激式电源中，反激变压器必须开设气隙以储存能量。但具体的气隙大小应如何调整呢?这通常需要根据变压器的功率来定。对于小功率的变压器，气隙可以设置得小一些;而对于大功率的变压器，则气隙需要设置得大一些。

调试气隙是一项需要细致操作的工作。有时，师傅们会使用砂纸来磨削气隙，并在下方垫上玻璃板进行微调。通过磨削气隙的不同位置，我们可以改变其大小。同时，还需要不断测试电流，以确保不会出现上冲现象。一旦发现电流突然飙升，就意味着铁芯可能已经进入饱和状态，此时必须重新进行调整。

随着科技的不断进步，我们期待未来能看到更多创新的变压器设计出现。总之，变压器设计如同在钢丝上走平衡木，气隙过小可能引发铁芯饱和，而气隙过大则会导致漏感增加。在调试过程中，需要不断测试电流、计算参数，甚至使用显微镜来检查气隙的平整度。有一次，我们在维修服务器电源时，就发现气隙的不均匀分布导致局部磁阻增大，进而引发局部过热，差点烧毁电路板。

如今，随着新设备对小型化的追求，磁芯窗口往往被紧密填满线圈，这使得气隙的调整变得更为困难。然而，气隙过小又容易导致铁芯饱和，从而降低输出功率。面对客户对高性能和省体积的双重需求，工程师们不得不在两者之间进行权衡和妥协。最近，有报道称欧盟新规要求电源效率更高，这促使许多厂家尝试零气隙设计，但这也带来了开关频率降低和成本上升的问题。

总的来说，变压器中的每一毫米气隙都蕴含着复杂的技术考量。从材料选择到铁芯磨削，从绕线方式到控制策略，每一个环节的微小偏差都可能引发严重后果。希望在未来的工作中，我们能够更快地找到问题所在，避免再次耽误生产进度。