一、概述

　　在电流互感器的测量中，我们经常碰到互感器发生磁饱和现象，这是由于电磁型电流互感器是利用电磁感应原理制成的，通过铁芯进行能量传递，将一次绕组中的大电流，转变为二次设备可以直接利用的小电流。由于铁芯特性，当磁场能量达到一定水平后会达到磁通饱和，从而限制了电流的传变。

　　磁饱和是一种铁磁材料的物理特性。当外界磁场强度慢慢加强时，铁磁材料内部的磁通密度也会慢慢加强。当磁场强度达到一定程度，再加强时，铁磁材料的磁通密度增强的速度越来越慢。这时，我们可以把这种现象理解为磁饱和。

　　变压器线圈内有铁磁材料的铁心，铁心内的磁感应强度（主磁通）随励磁电流增加而增加，达一定程度后，励磁电流增加，铁心内的磁感应强度不再变化，即达到磁饱和。

二、原理

　　电子在原子外层绕著数层轨道旋转，每一层电子旋转都会依愣次定律产生一微弱的磁场，每一层的磁力不同、方向也不同，但合力为零，没有磁性。当一线圈通电流，同样的依愣次定律产生一磁场，磁力线穿过磁性材料（铁心），磁性材料内原子的电子旋转轨道开始转向，以抵消线圈产生的磁力线，线圈电流越大，越多磁性材料电子的旋转方向改变，最后所有磁性材料电子旋转方向都相同时，就是磁饱和。

　　有磁芯的电感器有磁饱和问题, 在电感器中加铁氧体或其他导磁材料的磁芯, 可以利用其高导磁率的特点, 增大电感量减少匝数减小体积和提高效率. 但是由于导磁材料物理结构的限制, 通过的磁通量是不可以无限增大. 通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加, 不管你再增加电流或匝数, 就达到磁饱和了。

　　磁饱和是一种磁性材料的物理特性，磁饱和产生后，在有些场合是有害的，但有些场合有时有益的。比方磁饱和稳压器，就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。电源变压器，如果加上的电压大大超过额定电压，则电流剧增，变压器很快就会发热烧毁。

磁化B-H曲线

三、应用

　　电感的磁饱和问题，在开关电源应用中,电感有允许其饱和的,有允许其从一定电流值开始进入饱和的,有不允许其饱和的，下面一些器件就是应用磁饱和原理产生的。

　　1,通常的滤波电感,如EMI滤波器中的共模电感、差模电感,直流输出前LC滤波电路的电感.这些电感是不允许饱和的,但这些电感万一饱和了,除了会影响电源的指标外,一般不会造成特别严重的问题。

　　2,电路拓扑结构需要的电感,如BOOST、BUCK拓扑中的电感,这些电感也是不允许饱和的.一旦饱和,电路的工作状态将异常,容易造成比较严重的后果。

　　3,可饱和电感,这类电感在电路中有其特别的功能.一般采用磁滞曲线矩形度好、磁导率高的材料制作.在未饱和时,电感量很大,对高频信号来说是开路,饱和后电感量为零,相当为短路.常用于尖峰抑制、磁放大电路和作为磁开关的电路。

　　4、磁饱和稳压器：饱和稳压器是利用铁心的磁化曲线的非线性特性制成的。它的主要部分是一个饱和变压器，其铁心截面与一般变压器不同，初级线圈的截面积大，为非饱和线圈；次级线圈的铁心截面积小，为饱和线圈。当稳压器工作时，随着电源电压的增加，铁心内磁通也随之增加。当次级铁心内磁通达到饱和点时，电源电压再增加，增加的磁通只能漏到空气中，而次级铁心内磁通基本上不再增加，所以次级线圈所产生的输出电压也就基本不变了，起到了稳压作用。

 

　　作者：量值溯源

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