一、概述

　　在電流互感器的測(cè)量中，我們經(jīng)常碰到互感器發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，這是由于電磁型電流互感器是利用電磁感應(yīng)原理制成的，通過鐵芯進(jìn)行能量傳遞，將一次繞組中的大電流，轉(zhuǎn)變?yōu)槎卧O(shè)備可以直接利用的小電流。由于鐵芯特性，當(dāng)磁場(chǎng)能量達(dá)到一定水平后會(huì)達(dá)到磁通飽和，從而限制了電流的傳變。

　　磁飽和是一種鐵磁材料的物理特性。當(dāng)外界磁場(chǎng)強(qiáng)度慢慢加強(qiáng)時(shí)，鐵磁材料內(nèi)部的磁通密度也會(huì)慢慢加強(qiáng)。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度，再加強(qiáng)時(shí)，鐵磁材料的磁通密度增強(qiáng)的速度越來越慢。這時(shí)，我們可以把這種現(xiàn)象理解為磁飽和。

　　變壓器線圈內(nèi)有鐵磁材料的鐵心，鐵心內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（主磁通）隨勵(lì)磁電流增加而增加，達(dá)一定程度后，勵(lì)磁電流增加，鐵心內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不再變化，即達(dá)到磁飽和。

二、原理

　　電子在原子外層繞著數(shù)層軌道旋轉(zhuǎn)，每一層電子旋轉(zhuǎn)都會(huì)依愣次定律產(chǎn)生一微弱的磁場(chǎng)，每一層的磁力不同、方向也不同，但合力為零，沒有磁性。當(dāng)一線圈通電流，同樣的依愣次定律產(chǎn)生一磁場(chǎng)，磁力線穿過磁性材料（鐵心），磁性材料內(nèi)原子的電子旋轉(zhuǎn)軌道開始轉(zhuǎn)向，以抵消線圈產(chǎn)生的磁力線，線圈電流越大，越多磁性材料電子的旋轉(zhuǎn)方向改變，最后所有磁性材料電子旋轉(zhuǎn)方向都相同時(shí)，就是磁飽和。

　　有磁芯的電感器有磁飽和問題, 在電感器中加鐵氧體或其他導(dǎo)磁材料的磁芯, 可以利用其高導(dǎo)磁率的特點(diǎn), 增大電感量減少匝數(shù)減小體積和提高效率. 但是由于導(dǎo)磁材料物理結(jié)構(gòu)的限制, 通過的磁通量是不可以無限增大. 通過一定體積導(dǎo)磁材料的磁通量大到一定數(shù)量將不再增加, 不管你再增加電流或匝數(shù), 就達(dá)到磁飽和了。

　　磁飽和是一種磁性材料的物理特性，磁飽和產(chǎn)生后，在有些場(chǎng)合是有害的，但有些場(chǎng)合有時(shí)有益的。比方磁飽和穩(wěn)壓器，就是利用鐵心的磁飽和特性達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的的。電源變壓器，如果加上的電壓大大超過額定電壓，則電流劇增，變壓器很快就會(huì)發(fā)熱燒毀。

磁化B-H曲線

三、應(yīng)用

　　電感的磁飽和問題，在開關(guān)電源應(yīng)用中,電感有允許其飽和的,有允許其從一定電流值開始進(jìn)入飽和的,有不允許其飽和的，下面一些器件就是應(yīng)用磁飽和原理產(chǎn)生的。

　　1,通常的濾波電感,如EMI濾波器中的共模電感、差模電感,直流輸出前LC濾波電路的電感.這些電感是不允許飽和的,但這些電感萬一飽和了,除了會(huì)影響電源的指標(biāo)外,一般不會(huì)造成特別嚴(yán)重的問題。

　　2,電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要的電感,如BOOST、BUCK拓?fù)渲械碾姼?這些電感也是不允許飽和的.一旦飽和,電路的工作狀態(tài)將異常,容易造成比較嚴(yán)重的后果。

　　3,可飽和電感,這類電感在電路中有其特別的功能.一般采用磁滯曲線矩形度好、磁導(dǎo)率高的材料制作.在未飽和時(shí),電感量很大,對(duì)高頻信號(hào)來說是開路,飽和后電感量為零,相當(dāng)為短路.常用于尖峰抑制、磁放大電路和作為磁開關(guān)的電路。

　　4、磁飽和穩(wěn)壓器：飽和穩(wěn)壓器是利用鐵心的磁化曲線的非線性特性制成的。它的主要部分是一個(gè)飽和變壓器，其鐵心截面與一般變壓器不同，初級(jí)線圈的截面積大，為非飽和線圈；次級(jí)線圈的鐵心截面積小，為飽和線圈。當(dāng)穩(wěn)壓器工作時(shí)，隨著電源電壓的增加，鐵心內(nèi)磁通也隨之增加。當(dāng)次級(jí)鐵心內(nèi)磁通達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，電源電壓再增加，增加的磁通只能漏到空氣中，而次級(jí)鐵心內(nèi)磁通基本上不再增加，所以次級(jí)線圈所產(chǎn)生的輸出電壓也就基本不變了，起到了穩(wěn)壓作用。

 

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