在一个变压器半波整流电路中， 原边和副边的电流波形是什么呢？ 理想情况下， 副边电流应该是这种直流脉冲电流形式。 那么原边的电流波形是否与其相似？ 也是半波整流信号波形。或者是半波整流信号中的交流分量？
▲ 图1.1.1 半波整流变压器电流波形在 前面通过实验测试的小型变压器半波整流电流波形中[1] ， 可以看到实际上原边的电流波形比较复杂。 下面通过 LTspice 仿真来查看一下变压器半波整流下原边电流波形。
在 LTspice中， 建立变压器仿真模型是比较容易的。 使用两个电感， 对应待测变压器的原边和副边。 然后通过指定 LTspice 命令， 声明这两个电感之间存在着耦合， 其中最后一个参数表明两个电感之间的耦合系数。 详细方法可以参见 LTspice 开发环境的联机帮助信息中的说明。
下面仿真中的参数， 使用 之前实验中所使用的变压器的测量参数[2] 。 应用了变压器的一对副边进行实验， 使用SmartTweezer 手持电容电感表 测量输入输出变压器参数。 在上次实验中测试了该变压器输入输出电流波形， 下面查看一下电路仿真给出的原边和副边的电流波形。
这里给出了原边电流波形与副边电流波形， 分别是青色与橙色曲线。 可以看到它们之间相位出现差别， 同时原边的电流波形与正弦波很接近。 这个结果与实际测试的结果相差很大。
▲ 图1.2.1 LTspice给出的原边和副边电流波形为了使得变压器更加接近于理想变压器， 将变压器原边和副边的电感量增加， 比值不变。这样对应的变压器的励磁电流会大大减小。 下面继续观察两个线圈输出电流的大小。 这里给出了变压器输入输出线圈电流波形。 它们波形都呈现半波整流的形状， 极性相反。 可以看出增加了变压器输入输出电感量， 减小了变压器励磁电流， 输入输出波形基本上相同。 请注意原边电流的零点是通过波形的中间， 所以电流没有直流分量。 原边的电流峰值大约是副边的一半， 这是因为原边的线圈匝数（对应其电感量） 比副边大了两倍。
▲ 图1.2.2 将变压器原边和副边的电感增加可以看到在原边的电流波形实际上包含有两个电流分量。一个是原边的励磁电流分量，这是正弦波电流， 一个是副边电流反射回来对应的原边电流分量， 这是一个半波整流信号。 当原边的电感量较小的时候， 励磁分量比较大， 所以整体上原边电流呈现正弦波形状， 当原边电感量比较大时， 励磁分量减少， 副边反射回来的整流分量增加， 对应的电流则呈现为半波信号形状。 现在将原边电感修正为不大不小， 对应的电流就呈现出正弦与半波整流叠加的形状。
为了方便对比， 下面将原边电流波形的极性修改一下， 然后在对比实测的电流波形， 可以看到它们之间比较相近了。 这是对应的电流波形前半周， 这是电流波形的后半周。 它们之间的差别， 可能还需要进一步考虑两个线圈之间的耦合系数， 磁芯的非线性等原因。
本文对于小型变压器半波整流电流进行了仿真分析。 变压器原边的电流是由原边的励磁电流与副边的反射电流组成。 励磁电流为正弦波， 反射电流为半波整流波形， 叠加之后形成了原边这种不规整的电流波形。
整流变压器电流波形: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128977128
[2]环形工频变压器线圈参数: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128972150
