变压器磁芯的磁滞系数(ηB)对变压器THD的影响
1 引言高保真、失真度小是通讯中的基本要求和技术性能指标。为此，对通讯变压器的设计提出了总谐波失真的严格技术指标要求。我们知道，通讯变压器采用铁氧体材料磁芯，其B-H曲线的非线性特性，磁芯存在损耗而使B落后于H一个相位角δ，因此，在变压器的输出端存在十分严重的谐波，而且只有奇次谐波而没有偶次谐波。 众所周知，任何复杂的波形都可以分析为基波和各次谐波。非正弦波波形虽然不是按正弦规律变化，但它们的振荡是按周期性变化的，所以，基波和谐波都是正弦波，而谐波是频率为基波若干倍的一种正弦波，例如三次谐波就是其振荡频率为基波的三倍。非正弦波可以认为是基波（正弦波）和一系列谐波（一系列正弦波）相叠加的结果，谐波越多，则其波形与正弦波的差别越大。谐波频率为基波频率的n倍，即是ω=nω0，当n<1时，则此时的谐波频率并非基波的整数倍。THD(Total Harmonic Distrion)即总谐波失真，其定义为：所有的谐波输出功率对基频输出功率的比值。由于谐波的输出功率很小，故将此值取其常用对数再乘以10，即用分贝(dB)为单位来表述，表达式为： 式中，Ph为总谐波输出功率；Pf为基频输出功率。 2 高保真变压器设计的一般要求高保真变压器的设计方法与一般音频输出变压器基本相同。在音频、载波频率下工作的磁芯，其工作频率不高，常为几千Hz至一、二百kHz，信号很弱：H为10-2~10-5(oe)，即0.8~8×10-4(A/m)；若以μ1=10000计，则B为0.01~10(mT)。这种情况下的磁芯损耗基本上是磁滞损耗，其它两种损耗都很小，此时的磁芯B-H曲线近似地满足Rayleigh方法，B-H曲线近似于一个椭圆形。高保真变压器的失真不应大于1dB。其设计中，初级绕组的电感量要求足够大，漏感则要求相当小，即Lp:Ls之值必须大于10000。 |
