12、什么是法拉第电磁感应定律？
答：法拉第电磁感应定律是指导我们在电磁学中不致迷路的一条重要理论，这个理论在磁芯设计中有如下表示形式
法拉第定律：V=4.44N*Ae*fs*B*10?8
注： V——表示感应电压（单位为伏特） 4.44——表示正弦波的系数因子 N ——表示线圈的匝数
Ae ——表示有效的磁路截面积 f ——表示电磁频率
B ——表示最大磁感应强度
在这些参数是，用比较简单有效的方法能够明显缩小磁芯尺寸就是提高电磁频率f。提高磁芯工作频率的关键前提是铁氧体适于工作于数百千赫兹甚至达到兆赫兹的工作频率。在高频情况下，Ae和N的值就可以相对应减小，这就意味着与低频比较，在高频的状态磁芯尺寸就能够实现微型化。
但是任何事物都有自身的运行规律，在这种高频率的工作状态下，一种电路理论中的物理现象就显现出它的存在威力了，这就是高频电路中特有的“趋肤效应”。 13、什么是“趋肤效应”？
答：“趋肤效应”也称为“集肤效应”。 具有一定频率的交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象就称为“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越明显。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线（即导管）来代替实心导线。为了削弱趋肤效应的影响，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在高频和微波电路中，使用的器件为了提高性能，一般要在器件内部采用镀银工艺，目的也是在器件导体的表面尽可能的减轻“趋肤效应”的影响。 交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。这就是“趋肤效应”。电流的频率愈高，趋肤效应越明显，带来的问题就越多。
至此，我们也就不再难以理解平面变压器的结构特征了。在高频工作状态下，传统高频变压器线包中的电流，实质上越来越多的只在导线的表面上流动，由于流动面积减小，增加了电流流动的困难，使变压器的效率降低；现在我们选用PCB板，利用上面的铜箔作为导电线圈，既适应高频电流的工作特性，又能降低变压器的高度，岂不是一举两得。同时随着工作频率的上升，传统高频变压器这种敞口结构十分不利于电源的EMC指标达标，它的高度较高就使得其稳定度会出现问题，散热也更不好解决。
14、趋肤效应是用什么做衡量标准的？
答：是用穿透深度来表征的，用△表示。定义为电流密度下降为表面电流密度的1/e处的深度，
??6.61Kf?kmf
式中， △—穿透深度，单位为
mm。
km —与温度等有关的常数，例如铜：100℃时， km=75，20℃时， km=65.5。 f —频率，单位Hz。 K —材料常数。
15、铜线的穿透深度一般是多少？ 答： 表2 铜线的穿透深度
银比铜的趋肤深度要深些。
因此工作于高频的变压器就必需要考虑这一影响，当绕组中电流的频率增高到高频段时，由于趋肤效应的影响，绕组电阻增大，导致绕组损耗增加。交变频率越高，电阻的增大也越多越明显。 16、高频变压器对磁材有哪些要求？
答：1） 磁导率高：磁感应强度B = μH，因此在一定的磁场强度(H)下，B 值取决于材料的μ值，对要求一定磁通量(φ∝BS)的磁器件，选用μ值高的材料，就可以降低外磁场的励磁电流，从而降低磁芯元件的体积。
2）矫顽力低：材料的矫顽力越小，就表示磁化和退磁容易，磁滞回线狭窄，在交变磁场中磁滞损耗就越小，功率消耗就小。
3）高电阻率：在交变磁场中工作的磁芯具有涡流损耗，电阻率高，涡流损耗小，发热就小，消耗的电磁功率就小。
4）具有较高的饱和磁感应强度：磁感应强度高，相同的磁通需要较小磁芯截面积，磁性元件体积小。
5）成本低。 17、高频磁芯在使用时还要采取什么措施？
答：为了防止磁饱和，磁材一般要磨制气隙。气隙是什么？如图四所示的磁滞回线可以稍作说明：
在磁芯的磁路中加入气隙，就是把磁芯的某一个端面用磨床或是锉刀砂纸磨削去掉一定的高度，就形成了空的一节，我们把这空的部分称之为气隙。因为气隙与磁材的导磁率相比要小得多，所以整个磁路的等效（平均）导磁率比起没有加气隙以前要小，表现在B-H平面上，它的磁滞回线的斜率变得要小很多，成了具有相似于线性斜率的直线。
18、在磁路中加入气隙是起什么作用？
答：磁路中开气隙相当于把磁芯的磁滞回线向X 轴向倾斜，在同样的磁感应强度下，可承受更大的磁化电流，则相当于磁心储存了更多的能量，此能量在开关管截止时通过变压器次级泄放到负载电路。在反激式拓扑开关电源，磁芯开气隙主要是两个作用，一是传递更多能量，二是防止磁芯进入饱和状态。
一般来说，气隙可以减小磁导率，就改变了磁芯的磁滞回线的斜率。 所以磁芯加气隙能达到如下目的: 1、減小了电感量； 2、使激磁电流增大；
3、能降低剩磁；
4、增加储能能力,抗磁饱和能力显著增强； 19、哪些磁路中可加或不用加气隙？
答：（1）正、负电压对称、无直流分量的变压器，其磁路不需要气隙。 （2）转换器中，初级与隔离电容串联的变压器磁路中不需要气隙。
（3）反激式转换器的变压器初级绕组电流是储能电流，全部是励磁电流。为了不 使磁通饱和，磁路中应加入足够的气隙。
（4）正激式转换器通常无反向磁动势（初级有有源钳位例外），为了减少剩磁，可以加很小的气隙。
（5）对于推挽式转换器，为了防止两个开关管的电流不平衡时产生过大的直流偏磁，应加适当的气隙。当采用电流型控制时，电流的不平衡可以得到限制。 20、磁芯中研磨气隙有哪些方法？
答：功率铁氧体磁芯都需要开气隙，目前主要是减小磁芯在不对称磁场状态下工作时的剩磁。气隙越大剩磁就越小，这样同体积的磁芯就可以提供更大的功率，避免在交流大信号或是直流偏臵下的磁饱和现象，且能更好的控制磁芯的电感量，提高变压器在工作时的稳定性。但是气隙的增加同时也降低了磁芯的磁导率，造成线圈圈数增加，相关铜损也随之增大，线圈的分布电容也增大，对变压器稳定工作不利。所以应该根据需要来选择适当的气隙。常用的EE型、EC型、罐型、EP型、RM型、PQ型等磁芯的气隙研磨大致分为三种：
1）普通研磨气隙只是把磁芯中柱平行磨去一定尺寸，可有效防止磁饱和发生，并将电感量控制在很窄的范围内，使磁芯的电感量保持在一个稳定的数值；
2）把磁芯中柱倾斜的磨制一定角度，能加大中柱气隙的截面积，可以提高变压器 的效率；
3）为了加大中柱的截面积，也可以把中柱磨制成凹凸形，效果也是很不错。 21、怎么来计算磁芯气隙的长短？
答：在研磨气隙时，我们需要通过计算来得到气隙的长度，这里给出以下公式可以给读者提供有益的参考：当Ab与Ae相差较大时，有
式中，lg 为所希望得到的气隙量；le为磁芯的有效磁路长度；μ为磁芯材料的起始磁导率；μe为开气隙后要求的磁导率；Ab为磁芯开气隙处的截面积；Ae为磁芯的有效截面积；L0为未开气隙时的电感量；Le为开气隙后要求的电感量。 22、磁芯气隙的功与过
答：磁芯开气隙确实是一个了不起的重要发明，正是这个小小的气隙，使开关电源技术能够发展得如此的丰富多彩。磁芯的气隙一般在0.2~1.5mm间，虽然气隙比较短，但是效果是很大的。
由电路的全电流定律可以推导出：
B=4π×10-7×μr×N×L÷lm (1) 式中lm为磁路长度，一般在开关电源中用到的铁氧体磁芯的磁路都比较短，这样就造成B值会很大，铁氧体磁芯就容易饱和。如果加上气隙情况就变得大不相同了： 带气隙磁芯磁路的有效长度为： La=lm+μr×lg 常用铁氧体磁芯的μr都是在1500~3000之间，（1）式就可以改写为：
-7-7
B=4π×10×μr×N×L÷la=4π×10×μr×N×L÷(lm+μr×lg) (2) 举一个例子来做说明：
选磁芯为EI33, NP=100匝， IP=0.5A, μr=1500， 气隙lg=1mm。 无气隙时：
-7
Bm=4π×10×1500×100×0.5÷0.076=1.239T 有气隙时：
-7
Bm=4π×10×1500×100×0.5÷【0.076+（1500×0.001）】=0.0597T
同一个磁芯，在电流不变的条件下，仅因为在磁芯的磁路上增加了1mm的气隙，就使这个磁芯的磁感应强度变成了没有加气隙磁芯磁感应强度的4.8%，明显的远离了磁饱和区域，确实有些神奇，效果显著，这就是气隙的功。
那么气隙带来的都是好处呢？不是！实际上气隙带来的问题很多很严重：
1、 增加成本。特别是精确尺寸的气隙，都是磨床加工出来的，加工成本高； 2、 虽然通过在磁芯中开气隙的方法可以解决磁芯因为非周期电流引起的磁饱 和问题，但气隙会造成磁芯的体积变大，使变压器的造价变高；
3、 在磁路的气隙处会带来磁阻，造成比较大的漏磁增加变压器的ENI，使变压 器的电磁干扰超标；
4、 为了减少由气隙附近的扩散磁通引起的绕组损耗，绕组布臵需避开气隙3个 左右的气隙长度。然而对于较大的气隙，那样做将使磁芯窗口的利用率大大降低；
5、 气隙必然带来磁导率的降低，所以为了弥补电感量的减少一般需要加多绕组的匝数，这就带来了变压器铜损的增加；
6、 气隙的处理需要非常小心，气隙太大可使漏感变大，磁滞损耗增加，铁损、铜损增大，影响电源的整机性能。气隙太小有可能使变压器磁芯饱和，导致电源损坏。 7、 气隙la带来漏感能量的增加及带来的额外铜损也不可忽略.总之,在线路拓扑
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