磁性材料以及變壓器的設計，主要說(shuō)三種，一是硅鋼片構成的工頻變壓器，一種鐵硅鋁鐵粉芯磁環(huán)，還有一種是錳鋅鎳鋅材料構成的磁環(huán)。三種應用于不同場(chǎng)合，其中硅鋼片主要用于工頻變壓器，因為U值在1.5K附近，適中，Bsat值大，達1.5T，因此抗磁飽和強度。鐵硅鋁鐵粉芯材料U值低，一般在百附近，B值相對硅鋼片小，但是比高導材料大很多，主要用于直流分量大的場(chǎng)合。比如用于BUCK連續電流電路。而錳芯鎳鋅磁導率很高，最高最達10K，因此耦合性很好，主要用于小信號耦合傳輸。比如驅動(dòng)信號以及電壓電流采樣。這種材料主要繞幾匝就能滿(mǎn)足感量要求以及合適的激勵電流。

說(shuō)說(shuō)變壓器的設計

首先我們知道變壓器是一個(gè)激勵電感和理想變壓器構成，當然還有初次級漏感。但我們可以先假設漏感忽略不記。那么變壓器主要參數就是激勵電流和匝數了，也就是磁動(dòng)勢。這直接和B值有關(guān)。其他條件不變下，NI越大，B值越大，越容易磁飽和。那么好了，現在討論下NI值怎么取才能讓B值處在一個(gè)安全的范圍內。

相信大家知道B=UH，這是定義出來(lái)的，U就是磁導率，就是B與H的比值，U不是常數，但是在小H下B與H成線(xiàn)性關(guān)系,而H=KNI，K是比例常數，N是匝數，I是激勵電流。那好了，如果要減小B值就得減小NI乘積。激勵電流I是和電感量成反比的。如果增大電感量則激勵流會(huì )下降，但是N就得增大，否則電感量如何上升。我們知道電感量又和N^2成正比,L∝N*N?μ。而U=LI/T,把L值代進(jìn)去得U∝N*N?μ?I/T。所以

B=μH=kμNI=k/=KUT/N

由此式可知B∝1/N。所以增大N就能減小B值，所以理論上我們最好讓N值無(wú)窮大，這樣B不容易飽和，但是實(shí)際情況總有個(gè)度,首先就是我們的變壓器功率。

因為我們總要輸出一定功率，否則變壓器就失去了作用。既然要輸出功率那么肯定有一的電流過(guò)繞線(xiàn)，若取得很細，則線(xiàn)壓降很大，線(xiàn)損很大。若線(xiàn)取得粗則磁環(huán)大小限制，不能繞下那么多繞線(xiàn)，所以匝數就有限。除非增大磁環(huán)。當然我們不必要取B值太小，否則磁環(huán)利用率低，所以我們要取個(gè)平衡值。

因此變壓器設計首先考慮功率輸出，然后確定需要多大的導線(xiàn)。線(xiàn)徑確定后就開(kāi)始選擇磁環(huán)大小。根據磁環(huán)大小來(lái)得到一個(gè)合適的L值，在該值下算出I，然后乘以N，看是否超出B值，若超出則增大N，直到B值在一定范圍內，假如線(xiàn)繞不下則換體積更大的磁環(huán)。下面驗證為什么不增大導率減少N以用小體積磁環(huán)得到大功率輸出。

同一磁環(huán)不同N下B值趨勢：

由上面推導知道B1/B2=N2/N1。所以增大一倍匝數，則B值減少一半。

①相同形狀L相同Ur不同下。首先L值不變，因此I值也不變。高μ值下必然得減少N值以保持L不變，所以由L∝N^2*μ知，

N1^2*μ1=N2^2*μ2，

所以μ1/μ2=^2。

所以N2=*N1。

由B=KμH得，當形狀一樣時(shí)K相同。B2/B1=√。所以μ值增大兩倍則B值增大√2倍。所以雖然增大μ值能減小N，但是付出的代價(jià)確是B值更加趨于飽和狀態(tài)。

對于BUCK電路，磁環(huán)上的繞線(xiàn)純粹是充當電感，所以流過(guò)多少就是多少激勵電流。因此BUCK電路一般很少用高磁導率的磁環(huán)，而且假如有直流分量的話(huà)最好用鐵硅鋁或粉芯，首先他們磁導率低，第二B值大，不容易磁飽和。第三工作頻率能上幾十KHZ。又因為硅鋼片不適合高頻，所以BUCK很少使用硅鋼片做磁環(huán)。

總結一下

能增大N盡量增大N，能用低μ值盡量用低μ值。前提是保證耦合性好。同一磁環(huán)增大N則減少B，不同磁環(huán)相同L，μ值大，則B值大。

L計算公式：

L=[4N^2?h*10^*μ]/=4N^2*h)?10^?μ