前面已經(jīng)提過(guò)，單擊式開(kāi)關(guān)電源變壓器由于輸入電壓為單極性電壓脈沖，當(dāng)脈沖幅度和寬度超過(guò)變壓器的伏秒容量時(shí)，變壓器鐵芯將出現(xiàn)磁飽和。為了防止開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和最簡(jiǎn)單的方法是在變壓器鐵芯中留氣隙，或采用反磁場(chǎng)。
當(dāng)在變壓器鐵芯中留有氣隙時(shí)，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(dòng)勢(shì)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(huì)大大下降；不但剩余磁通密度也會(huì)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。
如圖2-24所示是留有氣隙的變壓器鐵芯的工作原理圖與磁化曲線圖 。
我們?cè)賮?lái)看圖2-24-b。在圖2-24-b中，虛線表示變壓器鐵芯沒(méi)有氣隙時(shí)的磁滯回線，實(shí)線表示變壓器鐵芯留有氣隙時(shí)的磁滯回線，其中磁化曲線o-a為留有氣隙鐵芯的基本磁化曲線。這里的基本磁化曲線與初始磁化曲線并不完全相同，這里的基本磁化曲線相當(dāng)于磁化曲線的幾何平均值，以便用于分析磁場(chǎng)強(qiáng)度增量
與磁感應(yīng)密度增量 
的關(guān)系。
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防止開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和最簡(jiǎn)單的另一種方法是采用反磁場(chǎng)，在變壓器鐵芯中安裝永久磁鐵，或在變壓器的初、次級(jí)線圈上另外增加一反向直流，并且此直流一般需要用扼流圈電感隔離，或用恒流源供電。
由于在變壓器的初、次級(jí)線圈上另外增加一反向直流會(huì)降低開(kāi)關(guān)電源的工作效率，以及增加成本，目前大多數(shù)的開(kāi)關(guān)電源都沒(méi)有采用這種方法；只有一些要求磁化動(dòng)態(tài)范圍比較大，且輸出功率也特別大，并且不需考慮成本的場(chǎng)合才會(huì)使用。
順便指出，用于正激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度與反激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度是不一樣的；正激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度完全為了滿足最大磁通密度增量
的要求，而反激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度，除了要滿足最大磁通密度增量的要求外，還要滿足最小電感量的要求。一般反激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度要比正激式開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的氣隙長(zhǎng)度大。前面幾講我們對(duì)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器工作原理進(jìn)行分析，都是考慮雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器完全工作于理想的情況下而得出的結(jié)果。因此，圖2-6、圖2-7和（2-17）、（2-18）式的分析結(jié)果都是在理想的工作條件下進(jìn)行的。
如果我們把雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作條件稍微變動(dòng)一下，我們將會(huì)看到，雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器在一定的條件下，將會(huì)得出很壞的結(jié)果，即：雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器在工作中存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。
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我們先來(lái)看圖2-5和圖2-6，如果開(kāi)關(guān)變壓器的鐵芯在這之前已經(jīng)被其它磁場(chǎng)磁化過(guò)，變壓器鐵芯中的磁通密度B正好停留在剩余磁通密度Br的位置上，那么，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)交流脈沖的正半周電壓加到圖2-5所示變壓器初級(jí)線圈a、b兩端時(shí)，在變壓器初級(jí)線圈中將有勵(lì)磁電流流過(guò)，并在變壓器鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)；在磁場(chǎng)強(qiáng)度H的作用下，變壓器鐵芯中的磁通密度B將不會(huì)按圖2-6中磁化曲線e-f-a上升，而是按圖2-10中的磁化曲線b-g上升。
如果變壓器的伏秒容量原來(lái)是按（2-17）式來(lái)確定的，即變壓器鐵芯中的磁通密度的變化范圍等于最大磁通密度Bm的兩倍，即：ΔB = 2Bm；那么，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)交流脈沖的正半周電壓加到圖2-5所示變壓器初級(jí)線圈a、b兩端時(shí)，變壓器鐵芯中磁通密度的最大變化范圍應(yīng)該正好等于2Bm；由于變壓器鐵芯中的磁化過(guò)程是從上次剩余磁通密度Br的位置開(kāi)始的，因此，變壓器鐵芯中新的最大磁通密度應(yīng)該達(dá)到Br+2Bm 。
由于在開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯中沒(méi)有預(yù)留防止磁飽和的氣隙，在一般情況下開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量都不會(huì)取得很大，如果根據(jù)圖2-6繼續(xù)延伸磁通密度的磁化曲線的長(zhǎng)度，使之達(dá)到Br+2Bm的高度，顯然此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)使磁通密度達(dá)到深度飽和。
圖2-10就是在圖2-6的基礎(chǔ)上，根據(jù)上面分析條件而繪制的磁化曲線圖。在圖2-10中，虛線表示的磁化曲線a-b-c-d-e-f-a，是開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯根據(jù)（2-17）式選定參數(shù)后所決定的磁滯回線圖。虛線線段d-a是開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的理想磁化曲線，理想磁化曲線是一條斜率等于最大磁通密度增量與最大磁場(chǎng)強(qiáng)度增量之比，且經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線；當(dāng)直線不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，這條直線稱為等效磁化曲線。
由于磁通密度與輸入電壓對(duì)應(yīng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度與勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)，因此，理想磁化曲線d-a亦可稱為變壓器輸入電壓與勵(lì)磁電流的理想負(fù)載曲線；等效磁化曲線亦可稱為等效負(fù)載曲線。
在正常情況下，當(dāng)有交流脈沖電壓輸入時(shí)，磁通密度B就會(huì)沿著理想磁化曲線d-a，由負(fù)最大值-Bm至正最大值Bm，然后，又由正最大值Bm至負(fù)最大值-Bm，來(lái)回地變化；對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H也是沿著理想磁化曲線d-a由負(fù)最大值-Hm至正最大值Hm，然后，又由正最大值Hm至負(fù)最大值-Hm，來(lái)回變化。
但當(dāng)變壓器鐵芯中的磁化過(guò)程是從上次剩余磁通密度Br的位置開(kāi)始時(shí)，上面所分析的理想磁化過(guò)程將要被破壞，磁通密度B不會(huì)再沿著理想磁化曲線d-a進(jìn)行，而是沿著另一條新的等效磁化曲線進(jìn)行；這條新的等效磁化曲線應(yīng)該與原理想磁化曲線d-a平行，并且經(jīng)過(guò)Br點(diǎn)，圖2-10中虛線b-h就是這條新的等效磁化曲線的一部分。這里只畫(huà)出新等效磁化曲線的一半，另一半在圖2-10中沒(méi)有畫(huà)出。
[page]因此，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)交流脈沖的正半周電壓輸入時(shí)，如果開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量足夠大，磁通密度B將會(huì)沿著這條新的等效磁化曲線b-h進(jìn)行，由上次剩余磁通密度Br的位置開(kāi)始向新的最大值Bh = Br+2Bm攀升。
但由于開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量并不足夠大到能保證磁通密度向新的最大值Bh線性增長(zhǎng)，即：在實(shí)際磁化過(guò)程中，磁通密度并沒(méi)有按新的等效磁化曲線b-h移動(dòng)，而是按另一條新的磁化曲線b-g（實(shí)線）移動(dòng)；在這條新的磁化曲線b-g上，磁通密度B不可能會(huì)被磁場(chǎng)強(qiáng)度H磁化達(dá)到新的最大值Bh = Br+2Bm，因?yàn)?，磁通密度很早就出現(xiàn)飽和；不管磁場(chǎng)強(qiáng)度有多大，最大磁通密度只能磁化達(dá)到Bg值。
開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和，意味著盡管變壓器初級(jí)線圈中的勵(lì)磁電流增加，或磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，但磁通密度不會(huì)隨著增加，即：磁通密度增量ΔB等于0，從而變壓器初級(jí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也等于0，這會(huì)導(dǎo)致變壓器初級(jí)線圈中的勵(lì)磁電流無(wú)限大。
在大功率開(kāi)關(guān)電源中，當(dāng)開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯出現(xiàn)飽和時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流將非常大，很容易使開(kāi)關(guān)器件過(guò)流損壞；或者當(dāng)回路電流突然被切斷時(shí)，在開(kāi)關(guān)變壓器的初、次級(jí)線圈中將會(huì)產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，使元器件過(guò)壓擊穿。
在雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)器件第一次開(kāi)始導(dǎo)通的時(shí)候，其相位相對(duì)于變壓器鐵芯磁滯回線的相位來(lái)說(shuō)，一般都是隨機(jī)的。上面舉例，就是開(kāi)關(guān)器件初始導(dǎo)通相位與變壓器鐵芯磁滯回線的初始相位發(fā)生錯(cuò)位最嚴(yán)重的情況。這種情況，在對(duì)雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要特別重視。
當(dāng)電源要停止工作的時(shí)候，最好按先后順序關(guān)斷電源；先關(guān)整流輸入電源，讓儲(chǔ)能濾波電容充分放完電，最后關(guān)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電源，讓電源開(kāi)關(guān)管一直工作到最后，這相當(dāng)于每關(guān)斷一次電源，開(kāi)關(guān)變壓器就要被退磁一次；下次開(kāi)機(jī)的時(shí)候，變壓器鐵芯磁滯回線的初始相位總是從0開(kāi)始。目前很多開(kāi)關(guān)電源在遙控關(guān)機(jī)的時(shí)候，總是只關(guān)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電源，使電源開(kāi)關(guān)管停止工作，從而達(dá)到關(guān)斷電源的目的，但這種關(guān)斷電源的方法存在比較大的工作風(fēng)險(xiǎn)。
另外，雙激式變壓器開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，其輸出電壓控制一般都是通過(guò)改變電源開(kāi)關(guān)管的占空比，當(dāng)占空比改變的時(shí)候，加到變壓器兩端正、負(fù)半周電壓的伏秒容量肯定會(huì)發(fā)生變化，使變壓器正負(fù)半周的伏秒容量不相等，脈沖寬度大的半周要比脈沖寬度小的半周伏秒容量大；此時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電流中會(huì)含有直流分量，使磁滯回線產(chǎn)生偏移，即：變壓器的等效磁化曲線（等效負(fù)載曲線）出現(xiàn)上下平移。當(dāng)磁滯回線被移出安全區(qū)時(shí)，開(kāi)關(guān)變壓器的鐵芯也會(huì)出現(xiàn)磁飽和。這種情況也需特別考慮。
順便指出，雙激式開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量與單激式開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量，雖然在概念上完全相同，但其所包含的內(nèi)容是有很大差別的。雙激式開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量是相對(duì)于交流脈沖電壓而言，而單激式開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量是相對(duì)于直流脈沖電壓而言。在兩者數(shù)值均相等的情況下，兩者對(duì)磁通密度增量ΔB的取值范圍卻完全不一樣。
例如：在同樣的伏秒容量條件之下，對(duì)于雙激式開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組匝數(shù)的計(jì)算，可根據(jù)（2-17）式求得，磁通密度增量ΔB的取值范圍是2Bm；而對(duì)于單激式開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組匝數(shù)的計(jì)算，可根據(jù)（2-16）式求得，磁通密度增量ΔB的取值范圍是（Bm－Br）。如果兩者的變壓器鐵芯都不留氣隙，并且兩者的最大磁通密度Bm取值都一樣，為3000高斯；那么，前者的磁通密度增量可達(dá)6000高斯，而后者的磁通密度增量一般只有500高斯左右。
由此可見(jiàn)，前者的磁通密度增量是后者的12倍。如果把雙激式開(kāi)關(guān)變壓器當(dāng)成單激式開(kāi)關(guān)變壓器來(lái)使用，勢(shì)必會(huì)損壞。實(shí)際上，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件初始導(dǎo)通相位與雙激式變壓器鐵芯磁滯回線的初始相位發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)位時(shí)，就相當(dāng)于雙激式變壓器被當(dāng)作單激式變壓器來(lái)使用。因此，采用單激式變壓器的設(shè)計(jì)方法來(lái)對(duì)單激式變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)，在使用中是最安全的。
目前很多大功率開(kāi)關(guān)電源，特別是電視機(jī)開(kāi)關(guān)電源，為了降低成本一般都不另外增設(shè)遙控開(kāi)、關(guān)機(jī)輔助電源，電視機(jī)在待機(jī)的時(shí)候開(kāi)關(guān)電源還是在工作的；為了降低待機(jī)功耗，開(kāi)關(guān)電源在待機(jī)的時(shí)候，一般都是采用間歇工作的方式；開(kāi)關(guān)電源工作于間歇，驅(qū)動(dòng)電路輸出的不是連續(xù)脈沖開(kāi)關(guān)信號(hào)，而是間隔好幾個(gè)周期才輸出一組或幾組脈沖開(kāi)關(guān)信號(hào)。
這種工作方式很容易造成電源開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通相位與變壓器鐵芯磁滯回線的相位互相錯(cuò)位，使開(kāi)關(guān)變壓器出現(xiàn)磁飽和而損壞。因此，很多電視機(jī)電源起火都不是電視機(jī)正在正常接收電視節(jié)目的時(shí)候，而是電視機(jī)處于待機(jī)休息的時(shí)候。這種情況需要特別注意。
