说在开头：关于那几年

1933年希特勒上台成为德国总理，纳粹党开始了针对犹太人的运动。英国的弗雷德里克.亚历山大.林德曼教授到访柏林，他制定了一份名单，开列的都是处境不妙的犹太科学家，趁机邀请他们离开德国，再晚就要走不了了。薛定谔提出也要走，他在1927年的时候接了普朗克的班，来到柏林大学当物理系主任，而且跟犹太人又没有什么瓜葛，所以当他提出要放弃高薪跟林德曼去英国打临工时，林德曼教授吃了一惊。泡利是犹太人，好在他人在瑞士，而后1935年跑到美国去了。爱因斯坦是犹太人，上一年还发表声明痛骂纳粹，纳粹当然不会放过他，抄了爱因斯坦的家，所有书籍付之一炬，纳粹还悬赏10万马克要他的人头。当时爱因斯坦在普林斯顿，一听说这事后马上就加入了美国籍，所以爱因斯坦也就没参加第七届索尔维会议。

1933年，诺贝尔奖委员会决定把1932年的诺贝尔物理学奖颁发给海森堡，表彰他在量子论方便的贡献；同时又决定1933年的诺贝尔物理学奖颁发给薛定谔和狄拉克，量子论的三个主要奠基人一起拿了诺奖，皆大欢喜。狄拉克沉默寡言，不善交际，一想到要去斯德哥尔摩领奖，还要在大庭广众之下发表讲话，他心里就发毛。他怯生生的问卢瑟福：诺贝尔奖能不能不去拿？这要是一去拿诺贝尔奖，那我就出名了，出名这种事情我承受不起啊，既要上报纸，又要讲话，我不喜欢抛头露面。卢瑟福哭笑不得，里个胆子拉个啷个小哇；只好开导他：你看哪，你要是不去领奖呢，就会变得更加出名，那些杂志小报会盯着你没完没了。狄拉克一想，好像是这么回事，那就去吧~

苏联在1933年开始了第二个五年计划，大批高素质的外国公司和专家来到苏联，就连福特汽车也到苏联投资建厂，当年花大价钱送了大批青年出国深造，如今这批人也成了工业发展的中坚力量，但是难以预料的是一场大清洗就要开始了，1934年还是小范围的，后面几年搞得风声鹤唳，人人自危。1934年在剑桥大学卡文迪许实验室学习的卡皮查回国探亲，以前每次回去都能准时出来，但这次回到苏联后再也出不来了，他必须要留在苏联工作了。老师卢瑟福非常喜欢这个学生，他觉得苏联没有这么好的实验条件和设备，就把卡皮查在剑桥用的实验设备打包运到了苏联。

1933年约里奥.居里夫人在索尔维会议上做报告，她说某些物质在α粒子的轰击下会发射出正电子连续谱。正电子是美国的安德森在1932年用威尔逊云室发现的，他利用云室来观测粒子的路径，发现宇宙射线在磁场里会拐弯，而且有一种粒子的转弯半径与电子类似，但方向却相反；说明质量同电子差不多，电量却与电子相反，这正是狄拉克预言的正电子。后来安德森用γ射线轰击的方法也产生了正电子，从实验上完全证实了正电子的存在。那α粒子轰击下会发射出正电子连续谱是怎么回事呢？约里奥.居里夫妇发现用钋产生的α粒子轰击铝箔时，若将放射源拿走，正电子的发射也不会立即停止，铝箔保持放射性，辐射像一般放射性元素那样以指数规律衰减，它们发射出中子和正电子，最终生成了放射性磷。约里奥.居里夫妇通过实验证明了人工放射性的存在，普通不带放射性的物质经过辐射照射也可以变成放射性物质。

1934年1月19日，他们向《自然》杂志写了一则通信，元素的放射性是可以制造出来的。那么是不是可以大规模地制造放射性元素呢？20世纪40年代费米就在捣鼓这事，这是一个庞大的工程，参与者包括了一大堆诺贝尔奖获得者。

1935年，诺贝尔化学奖颁发给了约里奥.居里夫妇，表彰他们在人工放射性方面的工作。这两个劳模可算是熬出头了，24年前14岁的她陪着母亲站在同样的大厅里，现在自己也终于获得了相同的荣誉。（参考自：吴京平-无中生有的世界）

二，正激拓扑变压器

我们了解了反激电源拓扑的变压器设计和选择，对于正激电源拓扑来说，变压器的作用与反激电源拓扑有很大的不同：正激电源拓扑变压器的原副边绕组同时导通（磁芯中的磁通量几乎完全抵消），能量的传输是同时发生的；所以Vin* Iin = Vo * Io。接下来我们以单端正激电源拓扑为例，对变压器进行分析。

1，占空比计算

正激电源拓扑的占空比为：Vo = Vin*D*Ns/Np；同正常BUCK电源拓扑占空比相比，唯一的区别是增加了Ns/Np项，我们知道这是由于变压器的电压比与匝数比成正比所导致的。

——等效成副边侧的BUCK电源拓扑：从副边侧交换节点来看，输入电压由原来的Vin，变成了Vin*Ns/Np，所以根据直流传递函数D = Vo/Vin可得正激电源拓扑的直流传递函数。

如上所述，正激电源拓扑变压器在工作时原边绕组和副边绕组同时流过电流，使得磁芯的磁通量几乎完全抵消（通过原边和副边的绕组电流方向，利用万能的右手定则，确定变压器磁芯磁通量（原副边安匝数：N*I相同，方向相反）抵消），但是原边有一个电流分量始终保持不变，即：励磁电流，如下图标注的“励磁电流成分”，在空载时励磁电流是流过原边绕组和开关管的全部电流，只要负载电流增加（即副边绕组电流增加），那么原边绕组电流也增加；原副边绕组电流与负载电流成正比增加，因此变压器磁芯中的净磁通量从空载开始就保持不变，因为磁芯的净安匝数（N*I）从未发生变化，所以所有磁芯的变量：磁通量，磁场，储能，甚至磁芯损耗都完全有励磁电流决定（这是变压器的正常工作原理，没理解的继续看下方的三点解释）。

——副边空载时（断开）只有原边在电压激励下有电流并产生磁场，磁场的变化会产生磁感应电动势（与外加电压相同），此副边空载时的电流，我们理解为励磁电流。

——励磁电流用于产生磁场，而工作电流负责传输能量；从理论上来说励磁电流并不产生损耗，但实际变压器磁芯会产生涡流损耗，而工作电流通过原副边绕组铜线发热产生铜耗。

——从上述对励磁的描述，励磁电流（能量）未经变压器耦合到副边，其相当于并联漏感，我们需要从总电流中减去这个分量，才能使原副边电流符合匝数比关系，即：励磁电流与匝数比无关，其仅在原边存在。

——我们因此得出结论：工作电流是直接从原边绕组传递给副边绕组（不需要通过磁芯储能），而励磁电流是变压器中唯一与储能相关的电流；所以在电源拓扑稳态工作中，为了防止磁芯不断磁偏导致磁芯饱和以及电压脉冲尖峰导致开关管损坏，需要在每个开关周期对变压器进行复位。

如上图所示，在开关管关断时，原边绕组的同名端电压高于异名端，所以副边二极管截止，副边绕组没有电流流过；而此时变压器励磁电流通过复位绕组，将励磁电流能量反充回输入电源电容器，为了保证变压器磁芯被完全复位，这种正激变电源拓扑的占空比不能超过50%，以流出足够时间让复位绕组上的电流降为0（即：变压器中伏秒平衡）。

——变压器一直处于断续导通模式，而且其储能在任何负载条件下都保持不变，所以变压器并未储存任何输出能量。

如果进一步考虑变压器的工作，就又有一个新的问题：变压器负载能量的传递不需要通过变压器磁芯的储能或磁通量来体现，那么怎么确定变压器功率处理能力的最大值呢？理想来说，是不是任意一个变压器都能传输无穷大的能量？但这显然是不可能的。变压器处理能量大小（尺寸大小）取决于：在不使变压器过热的情况下，磁芯可用窗口面积中到底能容纳多少铜导线。

2，变压器功率处理

上一节讲到了变压器功率处理能力取决于磁芯可用窗口面积，那么这个又是什么玩意？如下左图所示，为ETD-34磁芯和骨架上的典型绕组排列，塑料骨架占据了一部分磁芯内部空间，将可用窗口面积Wa从171mm²减小到127.5mm²，即将至74.5%。而且如果按常规在骨架两边各绕4mm挡墙胶带，以满足国际安全规范中关于空气间隙间距和原副边之间爬电间距要求，剩余可用窗口面积为78.7mm²，总计将至78.7/171 = 46%。此外由如下右图所示，圆导线实际物理面积，只有实际空间占有面积的78.5%，因此可用窗口面积总计将至0.46*0.785 = 36%。另外，还有铜线绝缘层、屏蔽层等因素，还会有一些磁芯空间的损失，所以最终磁芯窗口面积只有30%~35%。因此引入窗口利用系数K：K = N*Acu/Wa，N = K*Wa/Acu；其中Acu是铜线横截面积。

我们看到在固定磁芯形状下的可用窗口面积基本上是固定的，如果要增加铜线面积（或由于趋肤效应用多股铜线并联，增加导线通流能力），则必然会减少变压器绕线匝数（减小电感量）。

——其中Ja/m²是以A/m²为单位的电流密度，AP为面积乘积。

将公式转换成CGS单位制以方便计算：ΔB = Pin/(Ja/cm²*K*f*Ap)*10⁸G，现在AP的单位是A/ cm²，将电流密度转换成以cmil/A为单位：Jcmil/A = 197.353/(Ja/ cm²)，求出面积乘积：AP = (506.7*Pin*Jcmil/A)/(K*f*ΔB)cm⁴。

假设电流密度为典型值600cmil/A，窗口面积利用率K=0.3，ΔB = 1500Gs，可得磁芯选择标准：AP = 675.6*Pin/f cm⁴。

3，最恶劣输入电压

在设计变压器或电感器时，磁芯磁饱的问题一直都是最重要考虑的问题，那就涉及到了：究竟哪个输入电压对应最恶劣工况？对于正激变电源拓扑的变压器来说，跟所有降压电源拓扑一样，需要将Vinmax时将电流纹波率设置为0.4。

正激变电源拓扑变压器工作在DCM模式下，但占空比由工作在CCM模式下的输出电感器决定，占空比D = Vo/Vinr；这两个同步发生的DCM+CCM相互影响导致了一个现象：不管输入电压如何变化，加在正激变电源拓扑变压器上的伏秒数是常数。所以只要输出电感器工作在CCM模式下，变压器的电流纹波值（磁场）均相同，因为变压器工作在DCM模式，其峰值电流等于电流纹波最大值，所以峰值与Vin无关。

——如何形象的理解变压器伏秒数是常数？当输入电压Vin增大，那么Vinr也同比增大，而占空比D同比减小，所以Ton = T*D同比减小，回到变压器伏秒数：Vin*Ton保持不变；大家可以自行用数学公式推算一遍。

开关管的峰值电流Ipk_sw是励磁电流峰值Im_pk和折算到原边绕组电流的副边输出电流峰值之和：Isw_pk = Im_pk + (1/n)*(Io*(1+r/2))。因此开关管峰值电流最大值要设置的足够大，要能承受在Vinmax时的电流峰值Isw_pk，而变压器磁芯只取决于励磁电流Im_pk而与Vin无关。

因此我们可以确定：变压器的磁芯损耗与输入电压Vin无关，而其铜耗通常在最小输入电压Vinmin时最大，因为此时的电流必然最大（P = Vmin*Imax）。所以得出结论：对于正激变拓扑变压器来说Vinmin为最恶劣条件，而对于输出电感器仍然为Vinmax。