电感和变压器的识读与检测(授课教案)
【课题名称】电感器与变压器的识别与检测
【课时安排】2课时（90分钟）
【知识目标】
1、向学生展示不同类型的固定电感器、可变电感器，熟知它们的适用场合
2、讲解电感器的电感量的识别方法，并确定其允许误差范围、额定电流
值。
3、讲解变压器的结构种类。
【能力目标】
1、能用目视法识别常见电感和变压器；
2、能读出电感和变压器上标识的主要参数；
3、会用万用表测电感和变压器并判断质量。
【教学重点】
电感器标识方法
【教学难点】
1、电感器电感量标注法
2、万用表测电感和变压器判断质量．
【教学方法】
多媒体展示法、讲授法、现场演示法
【教具资源】
多媒体课件、各种类型电感万用表
【学情分析】
1、学生在电路学习了与本章内容相关的知识，对电感器和变压器有一定了解。
2、学生对通过学习电阻、电容的标注方法，触类旁通，对电感器的标注方法接受会快一点。
【教学过程】
1、复习旧知：教师提问，学生回答，复习电阻和电容的相关知识，为学习电感做铺垫。
问题1：电阻的标识方法有几种？分别是什么？
问题2：电阻和电容的主要参数有哪些？
问题3：电容的特性有哪些？
2、课题引入：引入另外一种常用电子元器件——电感器，复习已学电感相关知识，为新课新知识做铺垫。
相关知识：电感（或称电感器）也是一种非线性元件，是利用电磁感应原理制成的器件。能够储存磁场能量。由于通过电感的电流值不能突变，所以，电感对直流电流短路（通直流），对突变的电流呈高阻态（阻交流）。
作用：
1、做为滤波线圈阻止交流干扰（隔交通直）。
2、可起隔离作用。
3、与电容组成谐振电路。
4、构成各种滤波器、选频电路等，这是电路中应用最多的方面。
5、利用电磁感应特性制成磁性元件。如磁头和电磁铁。
6、进行阻抗匹配。
7、制成变压器传递交流信号，并实现电压的升、降。
在电路中电感器有通直流阻交流、通低频阻高频、变压、传送信号等作用，因此在谐振、耦合、滤波、陷波、延迟、补偿及电子偏转聚焦等电路中应用十分普遍。
3、新课讲授：（结合多媒体光盘讲解）
一、电感线圈
1、电感器的种类(光盘展示各种电感）
电感器分固定电感器和可变电感器两大类，在电路中用于滤波、耦合、调谐、信号隔离等。
空心电感器 磁心电感器 铁心电感器
色码电感器 贴片电感器 微调电感器
2、电感器的符号
电感器文字符号：为大写字母L
电感器图形符号：
有一个抽头的电感器
3、电感器的主要参数、型号命名及标识方法
(1)电感器的主要技术参数
电感量L ：反应电感储存磁场能的本领，它的大小与电感线圈的匝数、几何尺寸、有无磁心（铁心）、磁心的导磁率有关。在同等条件下，匝数多电感量大，线圈直径大电感量大，有磁心比没磁心电感量大。
用于高频电路的电感量相对较小，用于低频电路的电感量相对较大。
标称电感量指电感器上标注的电感量。
电感量标称值按E12系列分别有1、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2。
电感量的基本单位为H(亨)、常用单位还有mH(毫亨)和μH(微亨)。
?1H=1×103mH=1×106μH
额定电流值：电感器长期工作不损坏所允许通过的最大电流。它是高频、低频扼流线圈和大功率谐振线圈的重要参数。常以字母A、B、C、D、E来分别表示标称电流值50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。应用时实际通过电感器的电流不宜超过标称电流值。
（2）电感器的型号命名方法
表 电感器型号组成、符号及意义
第一部分第二部分第
三部分
字母意义字母与数字数字意义字母意义
R220.220.22μH C±0.25%
6R8 6.8 6.8μH D±0.5%
101100100μH J±5%
102 1 0001mH K±10%
L电感器
472 4 700 4.7mH M±20%
（3）电感器标识方法
A 直标法：在采用直标法时，直接将电感量标在电感器外壳上，并同时标允许偏差字母A、B、C、D、E分别表示额定工作电流（毫安）50、150、300、700、1600，I、II、III分别表示允许偏差±5%、±10%、±20%。
如：
B 文字符号法：用文字符号表示电感的标称容量及允许偏差，当其单位为μH时用“R” 作为电感的文字符号，其它与电阻器的标识相同。
电感量：0.33μH，偏差±5% 电感量：4.7μH，偏差±20%
C 数码法：电感的数码标识法与电阻器一样，前面的两位数为有效数，第三位为倍乘，单位为μH。
注意：数码法要与传统的方法区分开
47 470 471
47μH 47μH 470μH
D 色标法：电感器的色标法多采用色环标识法，色环电感识别方法与电阻相同。
通常为四色环，色环电感中前面两条色环代表有效值，第三条色环代表倍乘，第四色环为偏差。
4、电感器的万用表检测
电感器的直流电阻值很小，一般只有几欧姆到几十欧姆，检测时用R*1档，若测得电阻为零，短路；若测得电阻为无穷大，断路；只要测得电阻值，外观无变化，可视为良好。
二、变压器
1、变压器概述
变压器是利用电磁感应原理传输电能或信号的器件，由铁芯和绕在铁芯上的多个绕组（又称线圈）组成。它能实现能量的传输、信号的传递、电压变换、电流变换、阻抗变换等作用。如图所示：
变压器的组成及图形符号
变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。
2、变压器图形符号
3、变压器的万用表检测
（1）通断检测：用R*1档，方法同电感，阻值较小正常。
（2）绝缘检测：用R*10K档， 阻值为无穷大正常。
（3）初次级检测：如电源变压器，初级绕组匝数多，导线细，电阻大，次级绕组匝数少，导线粗，电阻小。
课堂练习：多媒体光盘仿真实验室练习测量电感和变压器。
【本课小结】
1、电感在电路中能够储存磁场能，通直流阻交流，通低频阻高频。
2、电感器主要技术参数有电感量和额定电流。
3、电感器的标识方法主要有直标法、数字字母法、色标法和数码表示法。
4、电感器和变压器的好坏都可以用万用表进行粗略检测。
【课后反思】
电感重点认识外形，技能训练时需要加强。
变压器的设计实例
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 https://www.360docs.net/doc/1f17656309.html,提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率 f=38kHz； 变换器输入直流电压 Ui=310V； 变换器输出直流电压 Ub=14.7V； 输出电流 Io=25A； 工作脉冲占空度 D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应
反激式开关电源设计的思考六-变压器设计实例
反激式开关电源设计的思考六 －变压器设计实例 已知条件： 输入电压：DC:380V～700V 输出电压：1) 5V／0.5A 2) 12V／0.5A 3) 24V／0.3A PWM控制论芯片选用UC2842， 开关频率：50KHz 效率η：80％ 取样电压用12V，5V用7-8V电压通过低压差三端稳压块得到； 算得Po＝5×0.5+12×0.5+24×0.3=15.7 W 计算步骤： 1、确定变比N N＝Np／Ns VoR = N(VO+VD) N＝VoR／(VO+VD) VoR取210V N＝210／(12+1)＝16.1 取16 2.计算最大占空比Dmax 3、选择磁芯 计划选择EE型磁芯，因此ΔB为0.2T，电流密度J取4A/mm2 Ap = AwAe = 6500×P0 / (△B×J×f) ＝2.51×103 （mm4） 通过查南通华兴磁性材料有限公司EE型磁芯参数知
通过上面计算,考虑到还有反馈绕组，要留有一定余量，最终选择EE25磁芯 EE25磁芯的Ae＝42.2mm2=4.22X10-3m2 4、计算初级匝数Np
5、初级峰值电流:Ip 6、初级电感量L
7、次级匝数 1) 、12V取样绕组Ns： Ns＝Np/N ＝250／16 ＝15.625 取16匝 2）、计算每匝电压数Te： Te＝（Uo＋Ud）／Ns ＝（12＋1）／16 ＝0.8125 3）、7.5V匝数： N7.5V＝U／Te ＝（7.5＋0.5）／0.8125 ＝9.84取10匝 4）、24V匝数 N24V＝U／Te ＝（24＋1）／0.8125 ＝30.7取31匝 5）、辅助绕组15V N15V＝U/Te ＝（15＋1）／0.8125 ＝19.7取20匝 8、计算初级线径： 1）、计算电流有效值I
电感与变压器的区别
能够产生自感、互感作用的器件均称为电感器件。电感器件是无线电设备中重要元件之一，它与电阻、电容、晶体二极管、晶体三极管等电子器件进行适当的配合，可构成各种功能的电子线路。 由于电感器一般由线圈构成，所以又称为电感线圈。为了增加Q值、缩小体积，线圈中常用软磁性材料做成磁芯。电感器有固定电感器、可变电感器、微调电感受器、色码电感器、平面电感器、集成电感器等。 在无线电整机中电感器主要是指各种线圈，对于与电感线圈相关的变压器、延迟线、滤波器等，在本节中将作必要说明。 1.电感线圈电感线圈是用绝缘导线（漆包线、纱包线、***导线等）一圈紧靠一图地绕制而成.在交流电路中，线圈有阻碍交流电流通过的作用，而对稳定的直流电压却不起作用（线罪状本身直流电阻例外）。所以线圈可以在交流电路中作阻流、变压、交连、负载等。当线圈和电容配合是时可作调谐、滤波、选频、分频、退耦等。 电感线圈在电路中常用英文字母“L”表示，电感量的单位是“亨利”，简称亨，常用英文字母“H”表示；比亨小的单位为毫亨，用英文字母mH表示；更小单位为微亨，用英文字母H表示。它们之间的关系为：1H=103mH=106uH.（1）自感与互感。当交流电流通过电感线圈时，将在线圈的周围产生交变磁场，这个磁场能穿过线圈，并且在线圈中产生感应电动势。自感电动势的大小与磁通量的线圈的特性有磁，这种特性用自感电感线圈在电路中常用英文字母“L”表示，电感量的单位是“亨利”，简称亨，常用英文字母“H”表示；比亨小的单位为毫亨，用英文字母mH表示；更小单位为微亨，用英文字母H表示。它们之间的关系为：1H=103mH=106uH.（1）自感与互感。当交流电流通过电感线圈时，将在线圈的周围产生交变磁场，这个磁场能穿过线圈，并且在线圈中产生感应电动势。自感电动势的大小与磁通量的线圈的特性有磁，这种特性用自感系数来表示。电感受。电感受量是表示电感数值大小的量，一般称之为电感。 电感线圈的自感工作原理：线圈（电感）中的自感电动势的方向将要阻碍原磁场的变化，这是因为原有的磁场是线圈中的电流产生的，自感受电动热阻碍通过线圈的电流发生变化，这种阻碍作用就是电感的感抗，其单位欧姆（）。感抗的大小与线圈的电流感量的大小和通过电感线圈的交流频率有关，电感量越大，他所形成的感抗也就越大。同一电感量下，交流电流的频率越高，感抗也就越大。它们的关系可下列公式说明：XL=2fL式中XL——感抗；f——电流的频率；L ——电感量。 电感线圈的互感工作原理：在通过交流的电感线圈的交变磁场中，放置另一个电感线圈，交变磁场中的磁力线将穿过这个线圈，并且在该线圈中产生感应电动势，我们将这种现象称之为互感。一般将原电线称为初级圈的互感量有关，初、次级线圈之间的相互作用称为耦合（系数）。耦合系数与两线圈的位置、方式、有无磁芯等因素有关。两线圈的是感量与两线圈之间的耦合系数有关，电感线圈的互感原理也就是常见的变压器原理。 （2）电感线圈的作用。电感的作用如下两点：1）阻流作用：线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化相对抗。主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。
反激变压器设计实例(二)
反激变压器设计实例（二） 目录 反激变压器设计实例（二） (1) 导论 (1) 一．自跟踪电压抑制 (2) 2. 反激变换器“缓冲”电路 (4) 3. 选择反击变换器功率元件 (5) 3.1 输入整流器和电容器 (5) 3.2 原边开关晶体管 (5) 3.3 副边整流二极管 (5) 3.4 输出电容 (6) 4. 电路搭接和输出结果 (6) 总结 (7) 导论 前面第一节已经将反激变换器的变压器具体参数计算出来，这里整个反激电路最核心的部件已经确定，我们可以利用saber建立电路拓扑，由saber得出最初的输出参数结果。首先进行开环控制，输出电容随便输出一个值（由于C1作为输出储能单元，其容值估算应考虑到输出的伏秒，也有人用1~2uF/W进行大概估算），这里选取1000uF作为输出电容。初始设计中的输出要求12V/3A，故负载选择4欧姆电阻，对于5V/10A的输出，通过调节负载和占空比可以达到。由实际测量可得，1mm线径的平均电感和电阻值分别为6uH/匝和2.6mΩ/匝，寄生电感通常为5%，由于副边匝数较少，可不考虑寄生电感，所以原边寄生电感为27uH，电阻为11.57mΩ，最终结果如图1所示。
图1.反激电路主拓扑 图2.开关管电压、输出电压、输出电流 首先由输出情况可以看出，变压器的设计还是满足要求的。查看图2中开关管电压曲线可以看出，其开关应力过高，不做处理会导致开关管导通瞬间由于高压而击穿。 在反激变换器中，有两个主要原因会引起高开关应力。这两个原因都与晶体管自带感性负载关断特性有关。最明显的影响是由于变压器漏感的存在，集电极电压在关断边沿会产生过电压。其次，不是很明显的影响是如果没有采用负载线整形技术，开关关断期间会出现很高的二次测击穿应力。 一．自跟踪电压抑制 当警惕管所在电路中带感性或变压器负载，在晶体管关断时，由于有能量存储在电感或变压器漏感的磁场中，在其集电极将会产生高压。 在反激变换器中，储存在变压器中的大部分能量在反激期间将会传递到副边。可是由于漏感的存在，在反激期间开始时，除非采用一定形式的电压抑制，集电极电压会有增加的趋势。在图3中，变压器漏感、输出电容电感和副边电路的回路电感集中为L TL，并折算到变压器原边与原边主电感L p相串联。 考虑在关断后紧接着导通这个动作，在此期间T1原边绕组中已建立电流。当晶体管Q关断
反激变压器的详细公式的计算
单端反激开关电源变压器设计 单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。 1、已知的参数 这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定，包括：输入电压V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s(或周期T)、线路主开关管的耐压V mos。 2、计算 在反激变换器中，副边反射电压即反激电压V f与输入电压之和不能高过主开关管的耐压，同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。反激电压由下式确定： V f=V Mos-V inDCMax-150V 反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之后，就可以确定原、副边的匝比了。 N p/N s=V f/V out 另外，反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态，根据在稳态下，变压器的磁平衡，可以有下式： V inDCMin?D Max=V f?(1-D Max) 设在最大占空比时，当开关管开通时，原边电流为I p1，当开关管关断时，原边电流上升到I p2。若I p1为0，则说明变换器工作于断续模式，否则工作于连续模式。由能量守恒，我们有下式： 1/2?(I p1+I p2)?D Max?V inDCMin=P out/η 一般连续模式设计，我们令I p2=3I p1 这样就可以求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感量： L p= D Max?V inDCMin/f s?ΔI p 对于连续模式，ΔI p=I p2-I p1=2I p1；对于断续模式，ΔI p=I p2 。 可由A w A e法求出所要铁芯： A w A e=(L p?I p22?104/ B w?K0?K j)1.14 在上式中，A w为磁芯窗口面积，单位为cm2 A e为磁芯截面积，单位为cm2 L p为原边电感量，单位为H I p2为原边峰值电流，单位为A B w为磁芯工作磁感应强度，单位为T K0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2~0.4 K j为电流密度系数，一般取395A/cm2 根据求得的A w A e值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯，这样磁芯
电感和变压器的识读与检测(授课教案)
【课题名称】电感器与变压器的识别与检测 【课时安排】2课时（90分钟） 【知识目标】 1、向学生展示不同类型的固定电感器、可变电感器，熟知它们的适用场合 2、讲解电感器的电感量的识别方法，并确定其允许误差范围、额定电流 值。 3、讲解变压器的结构种类。 【能力目标】 1、能用目视法识别常见电感和变压器； 2、能读出电感和变压器上标识的主要参数； 3、会用万用表测电感和变压器并判断质量。 【教学重点】 电感器标识方法 【教学难点】 1、电感器电感量标注法 2、万用表测电感和变压器判断质量． 【教学方法】 多媒体展示法、讲授法、现场演示法 【教具资源】 多媒体课件、各种类型电感万用表 【学情分析】 1、学生在电路学习了与本章内容相关的知识，对电感器和变压器有一定了解。 2、学生对通过学习电阻、电容的标注方法，触类旁通，对电感器的标注方法接受会快一点。 【教学过程】 1、复习旧知：教师提问，学生回答，复习电阻和电容的相关知识，为学习电感做铺垫。 问题1：电阻的标识方法有几种？分别是什么？ 问题2：电阻和电容的主要参数有哪些？ 问题3：电容的特性有哪些？ 2、课题引入：引入另外一种常用电子元器件——电感器，复习已学电感相关知识，为新课新知识做铺垫。 相关知识：电感（或称电感器）也是一种非线性元件，是利用电磁感应原理制成的器件。能够储存磁场能量。由于通过电感的电流值不能突变，所以，电感对直流电流短路（通直流），对突变的电流呈高阻态（阻交流）。 作用： 1、做为滤波线圈阻止交流干扰（隔交通直）。 2、可起隔离作用。 3、与电容组成谐振电路。 4、构成各种滤波器、选频电路等，这是电路中应用最多的方面。 5、利用电磁感应特性制成磁性元件。如磁头和电磁铁。
变压器设计1
干式铁心电抗器 一、基本原理 电抗器是一个电感元件，当电抗器线圈中通以交流电时，产生电抗（X L ）和电抗压降（U L =I L X L ）。 空心电抗器线圈中无铁心，以非导磁材料空气或变压器油等为介质，其导磁系数很小 （1≈μ） ，磁阻（C r ）很大，线圈电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均小； 铁心电抗器的线圈中放有导磁的硅钢片铁心材料，硅钢片导磁系数大，磁阻小，其电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均大。另外，铁心电抗器铁心柱上放有气隙（或油隙），改变气隙长度，会改变磁路磁阻，从而得到所需电感值（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）。 铁心电抗器线圈通过交流电，产生磁通分两部分，如图所示。一部分是通过铁心之外的线圈及空道的漏磁通（q Φ），它产生线圈漏抗（X Lq ）及漏抗压降（U Lq = I L X Lq ）；另一部分是通过铁磁路（铁心及气隙）的主磁通（T Φ），它将在线圈中感应一个电势E ，其E ?可以 视为一个电压降，如忽略电阻电压降，此压降可认为是主电抗压降（U LT ） 。等值电路如图所示。 电抗压降（U L ）的通式： C C L C C L C L L L L L l A W fI l A W fI r W I L I X I U 28022 109.72?×==== =μμπωω （V） 式中： L I —通过电抗器线圈的电流（A） L X —电抗器电抗（Ω） L —电抗器电感（H） W —线圈匝数 C r —磁阻（H -1 ），C r =C C A l 0μμ μ—相对导磁系数，如空气或变压器油μ=1 0μ—绝对导磁系数，cm H /104.080?×=πμ C l —磁路长度（cm） C A —磁路面积（cm 2 ） 磁通与磁势图 U LT 等值电路图
反激式变压器的设计
反激式变压器的设计 反激式变压器的工作与正激式变压器不同。正激式变压器两边的绕组是同时流过电流的，而反激式变压器先是通过一次绕组把能量存储在磁心材料中，一次侧关断后再把能量传到二次回路。因此，典型的变压器阻抗折算和一次、二次绕组匝数比关系不能在这里直接使用。这里的主要物理量是电压、时间、能量。 在进行设计时，在黑箱估计阶段，应先估计出电流的峰值。磁心尺寸和磁心材料也要选好。这时，为了变压器能可靠工作，就需要有气隙。 刚开始，在开关管导通时把一次绕组看作是一个电感器件，并满足式(24)。 (24) 把 Lpri移到左边，用Ton=Dmax/f 代到上式中，用已知的电源工作参数，通过式(25) 就可以算出一次最大电感 ——最大占空比(通常为50％或0.5)。 (25) 这个电感值是在输入最小工作电压时，电源输出仍能达到额定输出电压所允许选择的最大电感值。 在开关管导通的每个周期中，存储在磁心的能量为： (26) 要验证变压器最大连续输出的功率能否满足负载所需的最大功率，可以使用下式： (27)
所有磁心工作在单象限的场合，都要加气隙。气隙的长度(cm)可以用下式近似(CGS制(美 国))： （28a） 式中Ac——有效磁心面积，单位为； Bmax——最大磁通密度，单位为G(Wb／cm )。 在MKS系统(欧洲)中气隙的长度(m)为 (28b) 式中Ac——有效磁心面积，单位为； Bmax——最大磁通密度，单位为T(Wb／m )。 这只是估算的气隙长度，设计者应该选择具有最接近气隙长度的标准磁心型号。 磁心制造厂商为气隙长度提供了一个A L的参数。这参数是电感磁心绕上1000 匝后的数据(美 国)。根据设计好的电感值，绕线的匝数可以用式(29)计算确定。 (29) 式中 Lpri——一次电感量，单位为mH。 如果有些特殊的带有气隙的磁心材料没有提供A L。的值，可以使用式(30)。注意不要混淆CGS和MKS两种单位制(G和cm与T和m)。 (30)
电感器、变压器检测方法与经验
电感器、变压器检测方法与经验 1色码电感器的的检测将万用表置于R×1挡，红、黑表笔各接色码电感器的任一引出端，此时指针应向右摆动。根据测出的电阻值大小，可具体分下述三种情况进行鉴别：A被测色码电感器电阻值为零，其内部有短路性故障。 B被测色码电感器直流电阻值的大小与绕制电感器线圈所用的漆包线径、绕制圈数有直接关系，只要能测出电阻值，则可认为被测色码电感器是正常的。 2中周变压器的检测 A将万用表拨至R×1挡，按照中周变压器的各绕组引脚排列规律，逐一检查各绕组的通断情况，进而判断其是否正常。 B检测绝缘性将万用表置于R×10k挡，做如下几种状态测试： (1)初级绕组与次级绕组之间的电阻值； (2)初级绕组与外壳之间的电阻值； (3)次级绕组与外壳之间的电阻值。 上述测试结果分出现三种情况： (1)阻值为无穷大：正常； (2)阻值为零：有短路性故障； (3)阻值小于无穷大，但大于零：有漏电性故障。 3电源变压器的检测 A通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。 B绝缘性测试。用万用表R×10k挡分别测量铁心与初级，初级与各次级、铁心与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则，说明变压器绝缘性能不良。 C线圈通断的检测。将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。 D判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。 E空载电流的检测。 (a)直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡(500mA，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10％～20％。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。 (b)间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空=U/R。 F空载电压的检测。将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10％，低压绕组≤±5％，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2％。 G一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。 H检测判别各绕组的同名端。在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的
4.变压器与电感器的设计要点
损耗确认：在3.2:节已对反激变压器的损耗进行了分析，但如何确 认实际的情况，只有实测原副边绕组和磁芯的温度，而且要在无风的条件下测量，并根据温度进行改进，使铜损等于铁损，且原副边的铜损相等。但实测原副边绕组的温度很困难，所以，要保证原副边绕组的铜损相等，必须按原副边绕组总的铜面积相等的原则选定线径。 磁芯尺寸：要知道磁芯的尺寸是经过反复优化而确定的，目的是传输更大的功率和减小寄生参数，所以，在使用磁芯时，窗口一定要用满，如原副边绕组一定要绕满窗口，否则就一定会有不妥之处，如选的磁芯型号过大等等。 半匝：在多绕组输出时，偶尔会为得到准确的输出电压而使用半匝，但要搞清楚半匝的本质，从电流必须流过完整的回路角度看，半匝其实并不真正存在，只是另一半是由其余线路来充当而已。这样一来，漏感大增是肯定的，故此，半匝不能在主要绕组上使用。另外还有安规方面的问题。所以要慎用半匝。
线路对漏感有惊人的影响，特别是变压器匝比较大时，所以，良好的布线是保 证漏感较小的前提，因此，变压器漏感的测量要在PCB 板上进行，在输出二极 管D 和电解电容C 的位置，要用短粗铜线短接，这样测ab 点之间的漏感值才是 在电路中起作用的漏感，千万不要被错 误的测量而误导。漏感测量：为了减小漏感，我们花费很大的精力在变压器上进行改善，并测得有不超过2~3%的漏感，深感欣慰。但不要忘记， PCB Q Vin+C Np Ns Vo+Vo-a b D 脉冲丢失：反激变换器在轻载或空载时，会有脉冲丢失的现象，其原因是反激变压器开通一次所存的能量超过负载的需求，电压环的误差放大器处于随机工作状态所致。 增大电感量会有改善，但只增电感量会有其他问题产生，所以，还是在电路上寻找改善的办法，如增大D max 、降低f s 、增加假负栽、加大电流前沿尖峰的削减等等。
反激式变压器的设计实例
反激式变压器的设计实例 尽管在buck变换器的设计中没有用到反激式变压器，但由于反激式变压器介于电感与变压器之间，为了帮助大家进一步搞清楚这个特殊的磁性元件，在此我们给出反激式变压器的设计，并作为设计范例。介绍的内容要比直流电感简单一些，但是很多方面是一致的。说明一下，这里设计的反激式变压器是有隔离的，而非隔离反激式电感的设计除了没有副边以外，其他的几乎相同。我们的设计要求为：直流输入电压为48V(为了简便起见，假设没有线电压波动)，功率输出为10W，开关频率是250kHz，允许功率损耗0.2W(根据总的损耗，可以知道变换器的效率要求)，因此变换器效率为98％(0.2W／10W=2％)。效率的大小与磁芯的尺寸有关，变压器体积越小，效率越低。 (隔离、断续模式的)反激式变压器原边设计时只需要用到四个参数：输出功率、开关频率、功耗、输入电压(设计非隔离反激式电感也只需这四个参数)。这里，我们还没有提到电感量，电感量由很多参数决定，在下面的内容中我们将会介绍它们之间的关系。 我们用UC3845芯片(8脚、中等价格)提供PWM信号，其最大占空比为45％，占空比的大小是根据变换器是工作在连续状态还是断续状态来确定的，稍后的章节中将介绍如何计算占空比，在这个例子中，我们选用断续模式。 我们再增加一项设计要求：就是变压器体积要尽量小，有一定的高度限制。我们将会看到，变压器的设计与电感的设计不完全相同，变压器通常可以选用多种不同的磁芯来实现相同的电气特性。在这个例子中，还要根据其他一些要求来选择磁芯，包括尺寸、成本等因素。 1 反激式变压器的主要方程 首先，我们做一些基本的准备工作。正如这一章一开始介绍的理论内容中所说的那样，当反激式变换器原边开关器件导通时，变压器原边绕组的作用相当于一个电感。电压加在原边电感上，开关导通期间，电流持续上升： 这里，DC是占空比，f是开关频率，T=1／f是开关周期，这个方程适用于电流断续模式反激式变压器，原边电流波形如图案5-17所示。
变压器设计
应用领域： ?逆变焊机电源 ?通讯电源 ?高频感应加热电源 ? UPS电源 ?激光电源 ?电解电镀电源 性能特点： ?高饱和磁感应强度----有效缩小变压器体积 ?高导磁率、低矫顽力-提高变压器效率、减小激磁功率、降低铜损 ?低损耗-降低变压器的温升 ?优良的温度稳定性-可在-55~130℃长期工作 铁基纳米晶铁芯与铁氧体铁芯基本磁性能对比 纳米晶铁芯铁氧体铁芯 基本参数 饱和磁感强度Bs 1.25T 0.5 剩余磁感Br（20KHz） <0.20 0.2 铁损（20KHz/0.2T）（W/Kg） <3.4 7.5 铁损（20KHz/0.5T）（W/Kg） <30 — 铁损（50KHz/0.3T）（W/Kg） <40 — 磁导率（20KHz）（Gs/Oe） >20,000 2,000 矫顽力Hc(A/m) <1.60 6 饱和磁致伸缩系数（×10－6） <2 4 电阻率(μΩ.cm) 80 106 居里温度(℃) 560 <200 铁芯叠片系数 >0.70 — 纳米晶主变铁芯一代产品 安泰非晶生产的第一代逆变主变压器铁芯,带材厚度30μm，适合20KHz条件下工作。磁芯设计最大功率=重量最小值x10
产品规格 铁芯尺寸保护盒尺寸 有效截面 积 磁路长 度 重量最小 值 建议适用焊机 电流 od(mm) id (mm) ht(mm) OD (mm) ID (mm) HT (mm) (cm2) (cm) （g）（A） ONL-503220 50 32 20 53 28 23 1.35 12.8 125 120, 140, 160 ONL-644020 64 40 20 66 37 23 1.68 16.3 200 160, 180 ONL-704020 70 40 20 73 38 24 2.16 17.3 270 180, 200 ONL-704025 70 40 25 72 37 28 2.63 17.3 330 180, 200 ONL-755025 * 75 50 25 77 47 28 2.19 19.6 310 180, 200 ONL-805020 80 50 20 82 46 23 2.1 20.4 300 160, 180, 200 ONL-805 025 80 50 25 85 44 30 2.63 20.4 390 200, 250, 300 ONL-1006020 100 60 20 105 56 23 2.8 25.1 510 315, 350, 400 ONL-1056030 105 60 30 110 56 35 5.06 25.9 945 315, 350, 400 ONL-1206030 120 60 30 125 57 35 6.3 28.3 1280 400, 500, 630 ONL-1206040 * 120 60 40 125 57 45 8.4 28.3 1710 500, 630 ONL-1207020 120 70 20 125 67 25 3.5 29.8 750 350, 400, 500 ONL-1207025 120 70 25 125 67 30 4.38 29.8 940 315, 350, 400 ONL-1207030 120 70 30 125 67 35 5.25 29.8 1130 500, 630, 800 ONL-1207040 * 120 70 40 125 67 45 7 29.8 1500 500, 630, 800, ONL-1308040 130 80 40 136 76 45 7 33 1660 500, 630, 800 ONL-17011050 * 170 110 5 0 176 104 56 10.5 43.96 3320 1000, 1250, 1600 注：可以根据用户要求提供其它规格的铁芯。 纳米晶主变铁芯二代产品 相比一代逆变主变压器铁芯，二代铁芯减小了发热量，在同等工作条件可以选择更加小型化的铁芯，满足焊机行业轻量化、小型化的发展要求。
反激变压器设计实例(一)
反激变压器设计实例（一） 目录 1.导论 (1) 2.磁芯参数和气隙的影响 (1) 2.1 AC极化 (2) 2.2 AC条件中的气隙影响 (2) 2.3 DC条件中的气隙影响 (2) 3. 110W反激变压器设计例子 (3) 3.1 步骤1，选择磁芯尺寸 (3) 3.2 步骤2，选择导通时间 (5) 3.3 步骤3，变换器最小DC输入电压的计算 (5) 3.4 步骤4，选择工作便宜磁通密度 (5) 3.5 步骤5，计算最小原边匝数 (6) 3.6 步骤6，计算副边匝数 (6) 3.7 步骤7，计算附加匝数 (7) 3.8 步骤8，确定磁芯气隙尺寸 (7) 3.9 步骤9，磁芯气隙尺寸（实用方法） (8)
3.10 步骤10，计算气隙 (8) 3.11 步骤11，检验磁芯磁通密度和饱和裕度 (9) 4 反激变压器饱和及暂态影响 (10) 1.导论 由于反激变换器变压器综合了许多功能（储存能量、电隔离、限流电感），并且还常常支持相当大的直流电流成分，故比直接传递能量的正激推挽变压器的设计困难得多、以下变压器设计例子中没选择过程使用反复迭代方法，无论设计从哪里开始没开始时须有大量近似的计算。没有经验工程师的问题是要得到对控制因数的掌握。特别的，磁芯大小、原边电感的选择、气隙的作用、原边匝数的选择以及磁芯内交流和直流电流（磁通）成分的相互作用常常给反激变压器设计带来挑战。 为使设计者对控制因数有好的感觉，下面的设计由检查磁芯材料的特性和气隙的影响开始，然后检查交流和直流磁芯极化条件，最后给出100W变压器的完整设计。 2.磁芯参数和气隙的影响 图1表示一个铁氧体变压器在带有和不带气隙时典型的B/H（磁滞回归线）环。 注意到虽然B/H环的磁导率（斜率）随气隙的长度变化，但磁芯和气隙结合后的饱和磁通密度保持不变。进一步，在有气隙的情况下，磁场强度H越大，剩磁通密度B r越低。这些变化对反激变压器非常有用。
反激变压器设计步骤及变压器匝数计算
1. 确定电源规格. 输入电压范围Vin=85 —265Vac; 输出电压/ 负载电 流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取: 工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85* “2-20=100Vdc( 取低频纹波为20V). 根据伏特- 秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输岀电流的过流点为120%;+5v 和+12v整流二极管的正向压降均为 1.0V. +5V 输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V 输岀功率 Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输岀总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt, 得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6. 变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?], 其中: Pt( 变压器的标称输岀功率)= Pout=85W Ko( 窗口的铜填充系数)=0.4 Kc( 磁芯填充系数)=1( 对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j( 电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]
电感和反激变压器设计
电感和反激变压器设计 滤波电感，升压电感和反激变压器都是“功率电感”家族的成员。它们的功能是从源取得能量，存储在磁场中，然后将这些能量（减去损耗）传输到负载。反激变压器实际上是一个多绕组的耦合电感。与上一章变压器不同，变压器不希望存储能量，而反激变压器首先要存储能量，再将磁能转化为电能传输出去。耦合滤波电感不同于反激变压器，反激变压器先储能后释放；而耦合滤波电感同时储能，同时释放。 8.1 应用场合 应用电路拓扑、工作频率以及纹波电流等不同，电感设计考虑的因素也不同。用于开关电源（参看图8-1）的电感有： ①单线圈电感－输出滤波电感（Buck ）、升压电感（Boost ）、反激电感（Buck-Boost ）和输入滤波电感。 ②多线圈电感－耦合输出滤波电感、反激变压器。 ③EMI 共模滤波电感。电路中，电感有两个工作模式（图8-2）： ①电感电流断续模式－瞬时安匝（在所有线圈中）在每个开关周期内有一部分时间停留在零状态。②电感电流连续模式－在一个周期内，电感电流尽管可以过零（如倍流电路中滤波电感），电感的安匝（磁势） 没有停留在零的时间。 在电流连续模式中，纹波电流通常非常小（同步整流除外）， 线圈交流损耗和磁芯交流损耗一般不重要，尽可能选择较大的磁 通密度以便减少电感的体积，饱和是限制选择磁通密度大小的主 要因素。但在电流断续模式中交流损耗占主导地位，磁芯和线圈 设计与第7章正激变压器相似，主要考虑的是磁芯损耗和线圈的交直流损耗引起的温升和对效率的影响。 8.1.1输出滤波电感（Buck ） 正激类输出滤波电感和Buck 变换器输出电感（图8-1(a)）相同， 一般工作在电流连续模式(图8-2(b))。电感量为 L U T I U T kI U D D kfI o of o of o i o ≥== ??212() (8-1) 式中 U i －电感输入端电压(V)； D －T on /T －占空度； U o ＝DU i －输出电压(V)； f =1/T －开关频率（Hz ）； I o －输出电流（A ）； T on , T of =T - T on －输入电压的高电平（导通）时间和低电平（截止）时间。k =ΔI /2I o 。 允许的纹波电流ΔI 越小，即k 越小，电感L 越大，电流纹波越小，可以选择较小的滤波电容； U o U o U o o (d)反激变压器 图8-1 电感应用 I (b)连续模式图8-2 电感电流模式
变压器的设计
目录 目录_________________________________________________________________________ 1摘要_____________________________________________________________________ 2 一、变压器的基本结构 ________________________________________________________ 3 二、变压器的工作原理________________________________________________________ 4 1.电压变换_______________________________________________________________ 4 2.电流变换_______________________________________________________________ 5 三、设计内容________________________________________________________________ 5 1、额定容量的确定 _______________________________________________________ 5 2、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 6 3、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 8 4、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 9 5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 11 4.1 设计要求 ____________________________________________________________ 11 4.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录
单端反激变压器设计简单计算
实例讲解电源高频变压器的设计方法开关电源高频变压器设计高频变压器是电源设计过程中的难点， 下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例， 向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。 设计目标： 电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz， 输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。 设计步骤： 1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp 由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会达到峰值，此值等于功率管的峰值电流。 由电感的电流和电压关系V=L*di/dt 可知： 输入电压：Vin(min)=Lp*Ipp/Tc 取1/Tc=f/Dmax， 则上式为： Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax 其中： V in：直流输入电压，V Lp：高频变压器初级电感值，mH Ipp：变压器初级峰值电流，A Dmax：最大工作周期系数 f：电源工作频率，kHz 在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为：Pout=1/2*Lp*Ipp2*f 将其与电感电压相除可得： Pout/Vin(min)=Lp*Ipp2*f*Dmax/(2*Lp*Ipp*f) 由此可得：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax) 其中：Vin(min)=1.4*Vacin(min)-20V(直流涟波及二极管压降)=232V， 取最大工作周期系数Dmax=0.45。则： Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)=2*70/(232*0.45)=1.34A 当功率管导通时，集极要能承受此电流。 2、求最小工作周期系数Dmin 在反馈式电流不连续电源中， 工作周期系数的大小由输入电压决定。 Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax] 其中：k=Vin(max)/Vin(min) Vin(max)=260V*1.4-0V(直流涟波)=364V， 若允许10%误差，Vin(max)=400V。 Vin(min)=232V， 若允许7%误差，Vin(min)=216V。 由此可得： k=Vin(max)/Vin(min)=400/216=1.85 Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax]=0.45/[(1-0.45)*1.85+0.45]=0.31 因此，当电源的输入直流电压在216V~400V之间时，
85W反激变压器设计实例
85W反激变压器设计的详细步骤 1. 确定电源规格. 1).输入电压范围Vin=90—265Vac; 2).输出电压/负载电流:Vout1=42V/2A, Pout=84W 3).转换的效率?=0.80 Pin=84/0.8=105W 2. 工作频率，匝比, 最低输入电压和最大占空比确定. Ｖmos*0.8>Vinmax+n(Vo+Vf) 600*0.8>373+n(42+1) 得n<2.5 Vd*0.8>Vinmax/n+Vo 400*0.8>373/n+42 得n>1.34 所以n取1.6 最低输入电压 Vinmin=√[(Vacmin√2)* (Vacmin√2)-2Pin(T/2-tc)/Cin =(90√2*90√2-2*105*(20/2-3)/0.00015=80V 取:工作频率fosc=60KHz, 最大占空比Dmax=n(Vo+Vf)/[n(Vo+Vf)+Vinmin]= 1.6(42+1)/[1.6(42+1)+80]=0.45 Ton(max)=1/f*Dmax=0.45/60000=7.5us
3. 变压器初级峰值电流的计算. Iin-avg=1/3Pin/Vinmin=1/3*105/80=0.4A ΔIp1=2Iin-avg/D=2*0.4/0.45=1.78A Ipk1=Pout/?/Vinmin*D+ΔIp1=84/0.8/80/0.45=2.79A 4. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vinmin*T on(max)/ΔIp1 =80*0.0000075/1.78 =337uH 取Lp=337 uH 5.变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=Pt*1000000/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(标称输出功率)= Pout=84W Ko(窗口的铜填充系数)=0.4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j(电流密度): j=4A/mm2; Aw*Ae=84*1000000/[2*0.4*1*60*103*1500Gs*4*0.80] =0.7cm4 考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表: ER40/45铁氧体磁芯的有效截面积Ae=1.51cm2
电抗器与变压器异同
电抗器与变压器异同 maychang 电抗器(电感)与变压器最大的不同之处，是变压器并不存储能量，仅传输能量，而电抗器尤其是滤波电抗器必须存储能量。 变压器并不存储能量，空载时一次电流非常小，理想变压器二次空载时一次电流为零。一次之所以有电流，完全是二次电流反射到一次的结果。因此，变压器铁心的作用仅仅是使一次二次达到完全的耦合，也就是一次电流产生的磁场完全穿过二次绕组，二次电流产生的磁场也完全穿过一次绕组。对变压器来说，加在铁心上的限制只有一条：铁心中的磁通密度不得太大以致铁心达到深度饱和。因此，变压器铁心一般不留气隙，纯交流工作的变压器更是如此。 滤波电抗器则不然，它必须存储能量，无论是谐振回路中的电抗器，还是整流电路中的电抗器都必须存储能量。为使电抗器能够存储足够的能量，绝大多数电抗器(电感)中都留有气隙。当然，铁心中磁通密度仍不能太大以致铁心达到深度饱和这一限制条件在电抗器中仍存在，甚至比在变压器中更甚，因铁心中磁通密度即使浅饱和也将使电感量减小而使谐振频率发生变化。故谐振工作的电抗器中铁心磁通密度往往选择得比直流滤波电感中的磁通密度更小。 这一点可以从开关电源中使用的变压器看出来。正激方式工作的开关电源，无论是单端正激、推挽、半桥、全桥，其变压器一般不留气隙。而反激工作的开关电源，在开关管导通期间直流电源输出的能量存储在变压器中，开关管关断期间变压器向负载输出能量，故反激工作的开关电源变压器必留有气隙。留气隙之目的是在体积重量限制条件下存储最大的能量。 磁场强度、磁通密度和存储能量的关系如下
赵凯华陈熙谋《电磁学》第626页 这是矢量表达式。因实际铁心中磁通密度总是与磁场强度同一方向，故可写成标量式 (赵修科《开关电源中磁性元器件》第6页) 普通工频变压器空载时一次电流非常小，意味着其电感量很大。而电抗器通常要求具有一定的电感量，不能大也不能小，这就要求磁性材料磁导率不能很大。另一方面，从单位体积磁场能量是B与H之积的一半来看，为使单位体积磁场能量尽量大而又要B不超过饱和磁通密度，降低磁导率是有利的。为保持一定磁通密度，磁导率降低一半，磁场强度需要增加到二倍，而单位体积磁场能量也增加到二倍，因磁场能量与磁场强度平方成正比。 因此，电抗器无可避免地一定要留有气隙，甚至做成空心。没有气隙的电抗器几乎是不可能的。 电子电路中，小功率电抗器(电感、扼流圈)设计，通常已知工作频率、需要承受的电压或电流、电感量。工作频率、电压、电流、电感量各参数中只能给出三个，第四个应该根据给出的三个求出。 小功率电抗器(电感、扼流圈)设计由于不能对铁心进行加工，往往只能使用现成的铁心，而且磁路中往往只能留一个气隙(机械的气隙，环绕磁路实际上是两个气隙)。 根据给出的参数要求，可以初步估计出需要用多大铁心以及需要多大气隙。然后根据初步选定的铁心进行计算。铁心中磁通密度不能达到饱和的约束条件仍起作用，线性要求高的电感其磁通密度应该越小些。计算过程中往往需要调整气隙大小、匝数等。最后的计算结果若绕组不能放到铁心窗口中，则必须改用大一号的铁心重新进行设计。若绕组放到窗口中有相当大的余量，则应该考虑使用小一号的铁心重新设计。 由于匝数、铁心型号都是不连续的变量，所以电抗器设计往往是反复调整重新设计的过程。更由于有若干参数可以自由选择，可能出现几个不同的结果，最后需要在各不同设计结果中比较成本、加工难易程度、通用性等等，选择一个最终结果。 在功率比较小的电抗器中仍使用留气隙的铁心，是为了使体积和成本最小。使用带气隙的铁心，可以使磁场约束在铁心内而不致于扩散得很大。无论留几个气隙，气隙都是放在铁心的心柱位置而不能放到心柱之外就说明了这一点。空心电抗器也要在电抗器绕组外面加导磁外壳，目的仍是为了减小体积避免磁场扩散影响到其它电抗器或结构件。