)变压器
S9-M电力变压器原理：利用电磁感应原理将电能或电信号从一个电路传递到另一个电路的静止器件。电子电路中的变压器主要用于电压幅度变换和电路负载的阻抗匹配变换。它由绕在铁芯上的初级绕组（原组）和次级绕组(副组)组成。工作电压自毫伏级到千伏级；输出功率从毫瓦级到千瓦级；工作频率从几十赫一直到射频；波形除正弦波外，还有矩形波、脉冲波和各种复杂的波形。常用的变压器除一般的电源变压器外，还有音频变压器、阻抗匹配变压器、脉冲变压器、视频变压器、射频变压器等。
中国变压器网www.51byq.com 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。
变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。
一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈问的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，吾人可以如是说，倘无变压器，则现代工业实无法达到目前发展的现况。
电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。一般提供60Hz电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其中有些部份属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。
各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作;提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗;在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。「阻抗」其中之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。
对于电子装置而言，重量和空间通常是一项努力追求之目标，至于效率、安全性与可靠性，更是重要的考虑因素。变压器除了能够在一个系统里占有显著百分比的重量和空间外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中之一要项。 因为上述与其它应用方面的差别，使得电力变压器并不适合应用于电子电路上.
对不同类型的变压器都有相应的技术要求，可用相应的技术参数表示.如电源变压器的主要技述参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技述参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等.
A.电压比：
变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2 式中n称为电压比(圈数比).当n<1时，则N1>N2，V1>V2，该变压器为降压变压器.反之则为升压变压器.
B.变压器的效率：
在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即
η=(P2÷P1)x100%
式中η为变压器的效率;P1为输入功率，P2为输出功率.
当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%，变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损.
铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损.
变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗，当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗.
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.
Ｃ变压器的功率
变压器铁心磁通和施加的电压有关。在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加。虽然负载增加铁心不会饱和，将使线圈的电阻损耗增加，超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出，线圈会损坏，假如你用的线圈是由超导材料组成，电流增大不会引起发热，但变压器内部还有漏磁引起的阻抗，但电流增大，输出电压会下降，电流越大，输出电压越低，所以变压器输出功率不可能是无限的。假如你又说了，变压器没有阻抗，那么当变压器流过电流时会产生特别大电动力，很容易使变压器线圈损坏，虽然你有了一台功率无限的变压器但不能用。只能这样说，随着超导材料和铁心材料的发展，相同体积或重量的变压器输出功率会增大，但不是无限大！
怎样判别电源变压器参数
电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记，日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。
一、识别电源变压器
１． 从外形识别 常用电源变压器的铁芯有Ｅ形和Ｃ形两种。Ｅ形铁芯变压器呈壳式结构（铁芯包裹线圈），采用Ｄ４１、Ｄ４２优质硅钢片作铁芯，应用广泛。Ｃ形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯，磁漏小，体积小，呈芯式结构（线圈包裹铁芯）。
２． 从绕组引出端子数识别 电源变压器常见的有两个绕组，即一个初级和一个次级绕组，因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰，初、次级绕组间往往加一屏蔽层，其屏蔽层是接地端。因此，电源变压器接线端子至少是４个。
３． 从硅钢片的叠片方式识别 Ｅ形电源变压器的硅钢片是交*插入的，Ｅ片和Ｉ片间不留空气隙，整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的Ｅ片和Ｉ片之间留有一定的空气隙，这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于Ｃ形变压器，一般都是电源变压器。
二、功率的估算
电源变压器传输功率的大小，取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积，不论是Ｅ形壳式结构，或是Ｅ形芯式结构（包括Ｃ形结构），均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面（矩形）面积。在测得铁芯截面积Ｓ之后，即可按Ｐ＝Ｓ2／１．５估算出变压器的功率Ｐ。式中Ｓ的单位是ｃｍ2。
例如：测得某电源变压器的铁芯截面积Ｓ＝７ｃｍ2，估算其功率，得Ｐ＝Ｓ2／１．５＝７2／１．５＝３３Ｗ剔除各种误差外，实际标称功率是３０Ｗ。
三、各绕组电压的测量
要使一个没有标记的电源变压器利用起来，找出初级的绕组，并区分次级绕组的输出电压是最基本的任务。现以一实例说明判断方法。
例：已知一电源变压器，共１０个接线端子。试判断各绕组电压。
第一步：分清绕组的组数，画出电路图。
用万用表Ｒ×１挡测量，凡相通的端子即为一个绕组。现测得：两两相通的有３组，三个相通的有１组，还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果，画出电路图，并编号。
从测量可知，该变压器有４个绕组，其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组，⑩号端子与任一绕组均不相通，是屏蔽层引出端子。
第二步：确定初级绕组。
对于降压式电源变压器，初级绕组的线径较细，匝数也比次级绕组多。因此，像图４这样的降压变压器，其电阻最大的是初级绕组。
第三步：确定所有次级绕组的电压。
在初级绕组上通过调压器接入交流电，缓缓升压直至２２０Ｖ。依次测量各绕组的空载电压，标注在各输出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热，说明变压器性能基本完好，也进一步验证了判定的初级绕组是正确的。
四、各次级绕组最大电流的确定
变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径Ｄ。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。测出直径后，依据公式Ｉ＝２Ｄ2，可求出该绕组的最大输出电流。式中Ｄ的单位是ｍｍ。
变压器的原理
图1是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
1831年英国物理学家M.法拉第最早进行变压器实验。1888年美国N.特斯拉取得多相感应电动机的专利后，将变压器应用于电力传输系统中。1892年英国的J.A.弗莱明撰写的第一本关于变压器的专著于伦敦出版，1904年他又发明了真空二极管，对整流变压器在电子电路中的应用起到促进作用。20年代，无线电广播事业兴起，小型电源变压器和音频变压器广泛应用于各类收音机中。脉冲变压器的应用与30年代后雷达与电视的发展密切相关。
电力变压器（1）U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
（2）P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。虽然变压器从原理上讲是这样的
制作变压器的原理： 在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
简单讲变压器原理：
不妨拆开一个废旧的收音机中的变压器。可以看到，变压器里面主要是一块钢铁周围绕着两组铜线。这块钢铁称为铁芯，它是用软磁材料做的。铜线称为线圈，其中一组用来连接输入电流，称为初级线圈（N1），另一个连接后面的用电器，称为次级线圈（N2）。
如果N1通过一个交流电，那么它就会产生一个变换的磁场H，这样，铁芯处于磁场中会被磁化，产生变换的磁矩M。磁矩和磁场的和称为磁通B。可以想象初级线圈通过交流电后会在铁芯中产生来回变化的磁力线。
另一方面，次级线圈N2也是套在铁芯上的。根据电磁感应原理我们又知道，N2中间的面积中磁力线的变化一定会在N2中感生一个感应电压。如果N2后面接着用电器，那么N2中就会流过电流。这样，通过铁芯内部的变化的磁力线，电就从初级线圈传到了次级线圈。
变压器初级和次级线圈的电压和电流大小有固定的关系：电压和线圈的匝数成正比，而电流和匝数的平方成反比。这样，通过变压器，就实现了电压和电流的变换。
变压器原理虽然简单，但是变压器的形式却多种多样，大变压器可重达数十吨，而小变压器比钮扣还小。
变压器变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压Ú1时，流过电流Í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势É1，É2，感应电势公式为：E=4.44fNØm
式中：E--感应电势有效值
f--频率
N--匝数
Øm--主磁通最大值
由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（Í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流Í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流Í0，一部分为用来平衡Í2，所以这部分电流随着Í2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
小功率的三相R型电源变压器按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
配电变压器变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
2额定功率
在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
3额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
4电压比
指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
5空载电流
变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
6空载损耗：
指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。
7效率
指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
8绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为 A级 E级 B级 F级 H级。各绝缘等级具体允许温升标准如下：
最高允许温度（℃） 105 120 130 155 180
绕组温升限值（K） 60 75 80 100 125
性能参考温度（℃） 80 95 100 120 145
干式变压器指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
2通频带
如果变压器在中间频率的输出电压为U0，当输出电压（输入电压保持不变）下降到0.707U0时的频率范围，称为变压器的通频带B。
3初、次级阻抗比
变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri，使变压器初、次级阻抗匹配，则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下，变压器工作在最佳状态，传输效率最高。
变压器(1)器身：包括铁心、绕组、绝缘部件及引线。
(2)调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压
(3)油箱及冷却装置。
(4)保护装置：包括储油柜、安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等。
(5)绝缘套管。
三相变压器绕组由漆包线和绝缘材料构成，应具有足够的抗电强度及耐热性。绕法有一般、交叉、分段、环形绕法等。适当选择绕法可降低分布电容和减小漏感。
类型和应用 电子电路中应用的变压器类型很多，根据频率区分有电源变压器、音频变压器和脉冲变压器。
电源变压器 用于各种电子设备和仪器。初级接入电源，次级可有多个输出不同电压的绕组。
音频变压器 主要作级间耦合、阻抗匹配和功率传输等。音频变压器包括话筒变压器、输入及输出变压器、级间变压器、隔离变压器等。这种变压器的频率响应好，对工作于音频低端的主电感量要大；工作于音频高端的漏感量和分布电容要小。可选择导磁率较高的磁芯和采用分段和交叉绕法等措施来实现。
脉冲变压器 用于计算机、雷达、电视等的脉冲电路中。主要用作脉冲电压幅度变换、阻抗匹配、脉冲功率输出等。当输入为矩形脉冲时，漏感和分布电容将影响脉冲前沿抖动，而分布电容和初级电感量有可能在后沿引起振荡；如脉冲宽度较大，则主电感量的大小将是主要的影响因素。为此，要想从次级获得小失真和最低功耗的脉冲输出，对铁芯的选择和绕组结构的要求都应比音频变压器严格，脉冲重复频率越高，要求也越严。
变压器的发展方向是：采用质量更高的磁性材料，如更薄的晶粒取向硅钢带材、超高导磁率的镍铁合金等；进一步改革结构以提高脉冲变压器单位体积内的输出功率和使用频率上限；采用耐更高温、绝缘性能更为优良的导线等。
1、Nathan R.Crossner, Transformers for Electronic Circuits, McGraw-Hill, New York,1967.
2、http://www.dianliz.com/article/20071005/822.html
3、http://www.71168.cn/2006/2006-6-14/200661485922.html
4、http://wangsaiyu.dz-z.com/Product_1348169.html
