为什么储能需要反激式气隙？

为什么有这么多消息人士这么说：“由于反激式变压器会储能，因此需要气隙”？我已经在教科书和应用笔记中看到了这种推理。

我以为气隙不能存储能量，我以为反激式变压器也可以通过电感来存储能量，而气隙可以减小电感，所以我认为它也可以降低电感器/反激式存储能量的能力。

我在哪里困惑？

与正向拓扑变压器（初级绕组和次级绕组同时导通）不同，反激式变压器必须在初级开关导通期间存储能量，并在初级开关关断期间将其传递给负载。

正向拓扑变压器不需要任何间隙，因为峰值磁通密度仅是施加的伏秒的函数；“通过”变压器传递的功率不是变量（除了对占空比的影响之外）。只有磁化电流使磁芯沿着其磁滞回线移动，如果一切设计合理，就不会造成任何饱和风险，因为初级和次级安培匝数相互抵消。

反激变压器不具有前向转换器的安培/匝数抵消优势，因此整个一次能量使磁芯沿其磁滞曲线上移。气隙使磁滞曲线变平，并通过减小磁芯的磁导率来进行更多的能量处理。与无间隙相比，您当然需要增加匝数才能获得所需的电感，但要避免铁芯饱和。$\frac{1}{2}LI^2$

这里的关键点是，如果没有气隙，则如果您尝试通过任何电流，电感器就会饱和，因此电感会下降，并且您无法存储任何能量。

术语“反激变压器”有点误导，将其视为耦合电感器而不是变压器更有用，因为其作用与常规变压器大不相同，能量同时进入初级和次级不储存能量。通过“反激式”变压器，首先存储能量，然后释放能量。

了解一些关于电感器的知识

$$v = L \frac{di}{dt} = N A \frac {dB}{dt}$$

其中v是电压，i是电流，N是匝数，B是磁通密度，A是有效磁面积。

也

$$H = \frac {N \ i}{l} \Rightarrow i = \frac {H \ l}{N}$$

其中H是磁场强度，N是匝数，l是磁路长度

最终渗透率

$$\mu = \frac {B}{H} \Rightarrow H = \frac {B}{\mu}$$

从而

$$i = \frac{B \ l}{\mu \ N}$$

现在我们可以计算能量

$$\begin{align} Energy & = \int{i \ v} \ dt\\ & = \int{\left( \frac{B \ l}{\mu \ N} \right) \ \left( N A \frac {dB}{dt} \right)} \ dt\\ & = \frac {A \ l}{\mu}\int{B} \ dB\\ & = \frac {A \ l}{\mu}\frac{B^2}{2}\\ \end{align}$$

因此，能量存储只能在气隙中进行，并且与气隙体积和磁通密度的平方成正比。

与大多数人（包括您自己）的想法相反，大多数有用能量都存储在核心的间隙中。

对于铁氧体来说，间隙分布在微小的金属颗粒之间，因此它也是有效的间隙，可用于计算。该间隙使BH环路线性化，并增加了饱和之前的电流处理能力。

出于安全考虑，通常使用气隙。对于反激式变压器，不需要在初级绕组和次级绕组之间产生电弧，而应使用气隙。