開關變壓器伏秒容量的意義
開關變壓器或儲能電感線圈的極限伏秒容量VTmax參數，其實與晶體管的最大集電極電壓BVceo參數一樣重要。在晶體管放大電路中，當晶體管集電極與發射極兩端的電壓超過最大集電極電壓BVceo時，晶體管就會被擊穿損壞。同樣，在開關電源中，當施加于開關變壓器的伏秒容量（電壓幅度與時間長度）超過極限伏秒容量VTmax時，開關變壓器也要損壞，并且還會損壞電源開關管，及其它電路元件。
開關變壓器伏秒容量的意義相當于圖2-56中斜線為界的矩形面積，決定面積大小的兩條邊分別由開關變壓器的工作電壓（直流脈沖幅度）V和持續通電時間T（脈沖寬度）的乘積組成。其極限伏秒容量VTmax相當于以Vmax為一條邊與τmax為另一條邊所構成的面積，灰色區域部分相當于開關變壓器正常工作時伏秒容量的面積。
不過這里還應強調指出，只要伏秒容量的面積沒有超出極限伏秒容量的面積，V或T任何一條邊分別都可以超出圖2-56中所示的V或T邊上的Vmax和τmax的長度。
結合圖2-55和圖2-56，我們可以看出，使用開關變壓器時，最好讓流過開關變壓器線圈的最大工作電流約等于圖2-55中 ，或者讓開關脈沖的寬度約等于 。
當流過開關變壓器線圈的最大工作電流等于圖2-55中Ib 時，開關變壓器線圈的電感量為最大值Lmax ；在此種情況下，開關變壓器的工作效率最高，因為，此時開關變壓器鐵芯損耗與開關變壓器線圈損耗的乘積最小（磁滯損耗與勵磁電流的大小成正比，還與磁感應強度增量的平方成正比；渦流損耗與磁感應強度增量的平方成正比；銅阻的損耗與導線的長度成正比）；并且，開關變壓器的伏秒容量VTb與極限伏秒容量VTmax還有很大的安全距離。
目前，一般開關變壓器都大量選用鐵氧體磁芯為鐵芯材料，這種鐵氧體磁芯的磁飽和磁感應強度Bs一般為4500～5000高斯，因此，由圖2-55可以看出，開關變壓器鐵芯的最佳磁感應強度Bb大約為磁飽和磁感應強度Bs的一半左右，即：Bb = 2300～2500高斯。因此，當使用（4）式對開關變壓器初級線圈進行計算的時候，公式中最大磁感應強度Bm的取值，最好不要超過2500高斯。
由于開關變壓器鐵芯磁飽和磁感應強度Bs參數的分散性，用什么方法，我們才能知道開關變壓器的鐵芯正好就工作于最佳磁感應強度Bb的位置上呢？或者我們拿到一個開關變壓器，到底應該取多大的脈沖寬度，以及占空比，或者工作頻率，才合理呢？
這個必須通過對開關變壓器伏秒容量的測量，才能最后作出決定，同時還可以檢查開關變壓器鐵芯氣隙長度留得是否合適。接下來隨小編詳細了解開關變壓器伏秒容量測量方面的知識。
開關變壓器的伏秒容量
伏秒容量是開關變壓器的一個極其重要的參數，但很多人在設計開關變壓器的時候都把這個重要參數忽視了。很多人在設計開關變壓器的時候，都是根據開關電源的工作頻率和輸出功率來計算開關變壓器的初級線圈電感量，而在實際應用中，這種方法有很大的局限性，因為變壓器鐵心的導磁率并不是一個常數，它的初始導磁率和有效導磁率相差非常大，即變壓器線圈的靜態電感量和動態電感量相差很大。如圖1所示，圖中，B為變壓器鐵心的初始磁化曲線，為導磁率變化曲線，為勵磁電流。
另外，單端磁化開關電源變壓器一般都需要留氣隙，氣隙的大小對變壓器線圈的電感量影響非常大，因此，有人通過調整氣隙的長度來調整變壓器線圈的電感量，顯然這中方法是錯誤的。用這種方法設計出來的開關變壓器，不是容易出現磁飽和就是初、次級線圈漏感過大，使開關管過流或過壓損壞，并且還容易產生EMI干擾和降低工作效率。
圖2反激式開關電源變壓器的工作原理圖，由于反激式開關電源在開關接通期間，變壓器只存儲能量，不輸出功率，因此，在開關接通期間，圖2電路可以等效成圖3電路。
在圖3電路中，當開關接通時，電源E對電感L1進行充磁，并產生勵磁電流i1，如果把L1看成是一個常數，則i1由下式表示：
很多人就是根據（2）式和（3）式來確定開關變壓器初級線圈的電感量的。
開關變壓器伏秒容量的測量
圖中，M為電感測試儀，LT為隔離電感，I為電流源，LX為待測開關變壓器初級線圈。LT的電感量必須遠遠大于被測開關變壓器初級線圈的電感量，但如果電流源I是一個理想的恒流源，那么隔離電感LT可以省去。
開關變壓器的伏秒容量可以用直流迭加法來測量，圖7是一個對開關變壓器進行伏秒容量進行測試的原理圖。
電流迭加法就是在開關變壓器線圈中迭加一直流電流，讓開關變壓器鐵芯進行磁化，然后，對開關變壓器的電感量進行測量，從而間接測量開關變壓器線圈的最大伏秒容量VTm。VTm的定義是，當迭加直流I使電感LX的電感量減小到初始值L0的0.9倍時，開關電源變壓器所對應的伏秒容量VT值。
開關變壓器的最大伏秒容量VTm由下面公式求得：
式中：Im為使電感LX的電感量減小到初始值L0的0.9倍時迭加直流的對應值。
知道了開關變壓器的最大伏秒容量，就可以確定變壓器的最高工作電壓Vm和最大脈沖寬度Ton。
從（10）式還可以看出，由于Im與Lx的值都與變壓器鐵芯的氣隙長度有關，因此，它們三者之間必然有一個最佳值。這個最佳值我們通過測試幾個樣品很容易就知道。
此測試方法有一定的正交性質，因此，相對來說，試驗結果會更準確和更科學。正交性就是所得結論和試驗是沿著兩個不同方向進行。
（9）式中E可取輸入電壓的最大值，τ取值可根據輸入電壓為最大值時對應的最小占空比Dmin和工作頻率F求得。求最大伏秒容量VTm時，應把τ值換成τx，一般取τx = 1.43τ。
圖9是測試最大伏秒容量時，迭加直流Im，與平均工作電流Ia、半波平均電流Iaτ1、半波最大電流Imτ1各者之間的關系。
從圖中可以看出，當D=0.5時，迭加直流Im是平均工作電流Ia的5.4倍，如果在此工作狀態下，初級線圈的電流密度為3A/mm2，則測試電流的密度為16.2A/mm2，因此，在測試過程中變壓器初級線圈一般都發熱，這正好也是校驗初級線圈電流密度取得是否合適的方法。
開關變壓器伏秒容量測量舉例
上面我們已經分析開關變壓器伏秒容量的意義和測量方法，下面我們再進一步舉例來詳細分析開關變壓器伏秒容量的測量方法，以及通過對開關變壓器伏秒容量的測量，驗證開關變壓器工作狀態的合理性。
例1：電視機中使用的行掃描回掃開關變壓器，簡稱高壓包，其工作原理也屬于反激式開關變壓器，其初級線圈的電感量為6毫亨，工作電壓一般為120V，正程掃描時間（脈沖寬度） 為52 ，逆程掃描時間為12 。檢測它的伏秒容量是否設計得合理，或它是否工作于最佳工作狀態。
為此，我們可以根據（2-150）式，先計算流過高壓包初級線圈的最大電流Im，然后再求其極限電流Imax的值，即：測試時選用迭加電流的值。
把已知參數代入（2-150）式：
根據上面分析，以及圖2-55和圖2-56，正常工作時，流過高壓包初級線圈的最大電流Im不應該超過極限電流值Imax的70%，由此，可以求得流過高壓包初級線圈的極限電流Imax為1.49 A 。
上面計算出來的極限電流Imax值，就是用來測試高壓包初級線圈的迭加電流的數值。根據圖2-54，把電流源的電流設置為1.49 A，即：設置測試高壓包初級線圈的迭加電流為1.49 A，然后測試高壓包初級線圈的電感；如果測試結果Lx的數值等于或者大于初始電感L0的90%，則說明，高壓包初級線圈的伏秒容量設計是合格的，即：高壓包鐵芯的磁感應強度基本工作于最佳狀態范圍之內；如果測試結果Lx小于初始電感L0的90%，則說明，高壓包初級線圈的伏秒容量余量太小，不合格，即：高壓包鐵芯的磁感應強度工作于接近飽和區的范圍之內，磁滯損耗以及渦流損耗都比較大，并且開關變壓器容易出現磁飽和。
對于高壓包或開關變壓器除了測試伏秒容量的大小之外，還應該檢測高壓包或開關變壓器初級線圈的漏感。正常漏感的數值一般小于初級線圈電感量的2%，如果太大，則說明變壓器鐵芯留的氣隙長度過大，或者開關變壓器初、次級線圈的結構或繞線方法不合理。
這里順便說明，采用圖2-54測試時應該注意的地方。圖2-54中，隔離電感LT的大小要求是測試電感Lx數值的3倍以上，并且測量高壓包初級線圈的初始電感值L0時，最好也要接入電路之中。這里，隔離電感LT可選取20毫亨以上的帶矽鋼片鐵芯的電感，電感的鐵芯要留有一定的氣隙；電流源可用一個穩壓電源與一個大功率電阻串聯代替，如圖2-57；或用一個穩壓電源與一個大功率晶體放大器串聯來代替，如圖2-58。
在圖2-57中，E為穩壓電源，R為大功率電阻，阻值范圍在1～10歐姆比較合適，阻值太大損耗功率會很大；調節穩壓電源的電壓輸出，就可以調節迭加電流的大小。
在圖2-58中，E為穩壓電源，Rx為可調電阻，Q為晶體管大功率放大器（必須帶散熱片）；調節穩壓電源的電壓輸出，或改變可變電阻的阻值，就可以改變迭加電流的大小，但晶體管大功率放大器集電極與發射極之間的電壓降不要大于10V，否則，晶體管大功率放大器的損耗將很大。一般穩壓電源都有電流輸出指示，所以在測試電路中不需要另外安裝電流表。
這里特別指出，在測試高壓包或開關變壓器初級線圈的初始電感L0的時候，高壓包的鐵芯必須要退磁，否則，測試結果將不準確。通常，帶磁的開關變壓器初級線圈的電感量，要略大于沒帶磁開關變壓器初級線圈的電感量。高壓包退磁的方法請參考后面《2-1-22-4．開關變壓器的消磁方法》一節的內容。
另外，用于測試高壓包的迭加電流，其最大值Imax一般是高壓包正常工作時流過初級線圈電流（平均值或有效值）的好幾倍。例如：上例測試的高壓包，正常工作時，其平均電流IA大約只有0.42 A，但迭加電流Imax的值為1.49 A ；由此可知，迭加電流Imax的值是正常工作時平均電流的3.5倍。一般高壓包初級線圈漆包線的電流密度大約為3A/mm2 左右，因此，流過高壓包初級線圈漆包線迭加電流的最大電流密度約為10.5 A/mm2 。
通常漆包線在40度溫升的情況下，其最大電流密度大約在13A/mm2左右（直流），因此，通過測量高壓包線圈的溫升也可以知道高壓包線圈漆包線的選用是否合理。
這里順便介紹一下電流平均值IA的求法，以及其與最大電流Im和極限電流Imax的關系。圖2-59是電流平均值IA與最大電流Im和極限電流Imax之間的關系圖。
圖2-59中，IA為流過高壓包初級線圈的平均電流，IAτ1為正程掃描期間，流過高壓包初級線圈的平均電流；Im為正程掃描期間，流過高壓包初級線圈的最大電流；Imax為正程掃描期間，流過高壓包初級線圈電流的極限值；τ 為電視正程掃描時間（52us ），τ2 為電視逆程掃描時間（12us ），τx為正程掃描時間的極限值。