关于变压器，我总结了这些小知识
内容提要
变压器是利用电磁感应原理进行变换交流电压的器件，可分为低频和高频变压器。高频变压器体积小，常用于开关电源。低频变压器使用硅钢片堆叠的铁芯，高频变压器使用高频磁性材料。变压器存在铜损和铁损，效率不会达到100%。
延伸解读
高频变压器为何能缩小体积
文章指出，在输出功率相同的情况下，高频变压器的体积比低频变压器小很多。这是因为高频变压器的工作频率可达几十kHz到几百kHz，远高于工频50Hz。频率提高后，变压器铁芯的磁通变化更快，在相同功率下所需铁芯截面积和线圈匝数减少，从而缩小体积。因此开关电源普遍采用高频变压器，以适应小型化需求。
辅助线圈的作用与保护机制
高频变压器的电路符号中，初级侧可能出现两个线圈，但文章澄清初级线圈只有一个，另一个是辅助线圈，实际属于次级线圈。辅助线圈为连接初级线圈的电路服务，能提供保护用的电压源和反馈信号，通过反馈使内部电源稳定。当次级输出过载导致电压下降时，辅助线圈电压也随之下降，到一定程度会使振荡电路停振，从而保护开关管。
变压器效率为何无法达到100%
变压器的效率是输出功率与输入功率的比值，理论上输出等于输入时效率为100%，但实际不存在这样的变压器。文章解释，损耗主要来自铜损和铁损。铜损是线圈电阻使电流通过时发热造成的能量损失；铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，前者由铁芯内部分子摩擦生热引起，后者由磁力线穿过铁芯产生旋涡状感应电流导致。这些损耗使效率必然低于100%。
Q&A
变压器的工作原理是什么？
变压器利用电磁感应原理来变换交流电压，主要构件包括初级线圈、次级线圈和铁芯。
低频变压器和高频变压器有什么区别？
低频变压器工作频率为50Hz，铁芯由硅钢片堆叠而成，传输正弦波信号；高频变压器工作频率可达几十kHz到几百kHz，铁芯使用高频磁性材料如铁氧体，传输高频脉冲方波信号，且体积更小。
为什么开关电源里要用高频变压器？
在保证输出功率的同时，高频变压器的体积比低频变压器小很多，因此开关电源里都会用到高频变压器。
高频变压器电路符号中的辅助线圈有什么作用？
辅助线圈属于次级线圈，为连接初级线圈的电路服务，能提供保护用的电压源和反馈信号，使内部电源稳定；在次级线圈输出过载时，辅助线圈输出电压下降，使振荡电路无法起振，从而保护开关管。
变压器的效率为什么不能达到100%？
因为变压器存在铜损和铁损，铜损是线圈电阻导致的能量损耗，铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，这些损耗使得输出功率小于输入功率，效率无法达到100%。
什么是铜损和铁损？
铜损是变压器线圈电阻导致的能量损耗，电流通过线圈时部分能量变成热量；铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，磁滞损耗是铁芯内部分子摩擦产生热量，涡流损耗是铁芯产生感应电流（涡流）消耗电能。
