开关电源高频变压器的设计
时间:2025-03-09
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变压器基础知识 1、变压器组成: 、变压器组成: 原边(初级primary side ) 绕组 原边(初级 副边绕组(次级secondary side ) 副边绕组(次级 原边电感(励磁电感) 原边电感(励磁电感)--magnetizing inductance 漏感---leakage inductance 漏感 副边开路或者短路测量原边 电感分别得励磁电感和漏感 匝数比: 匝数比:K=Np/Ns=V1/V2 2、变压器的构成以及作用: 、变压器的构成以及作用: 1)电气隔离 ) 2)储能 ) 3)变压 ) 4)变流 )2012-4-28 1
高频变压器设计程序: ●高频变压器设计程序: 1.磁芯材料 1.磁芯材料 2.磁芯结构 2.磁芯结构 3.磁芯参数 3.磁芯参数 4.线圈参数 4.线圈参数 5.组装结构 5.组装结构 6.温升校核 6.温升校核
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1.磁芯材料 1.磁芯材料 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小,价格便宜, 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小,价格便宜,易加 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低, 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低,磁导率 不高,磁致伸缩大,对温度变化比较敏感。 不高,磁致伸缩大,对温度变化比较敏感。选择哪一类 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求, 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求, 进行认真考虑, 进行认真考虑,才可以使设计出来的变压器达到比较理 想的性能价格比。 想的性能价格比。
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2.磁芯结构 2.磁芯结构 选择磁芯结构时考虑的因数有:降低漏磁和漏感, 选择磁芯结构时考虑的因数有:降低漏磁和漏感, 增加线圈散热面积,有利于屏蔽,线圈绕线容易, 增加线圈散热面积,有利于屏蔽,线圈绕线容易,装配 接线方便等。 接线方便等。 漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。 漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。如果磁芯不需 要气隙,则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。 要气隙,则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。
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3.磁芯参数: 3.磁芯参数: 磁芯参数
磁芯参数设计中, 磁芯参数设计中,要特别注意工作磁通密度不只是
受磁化曲线限制,还要受损耗的限制, 受磁化曲线限制,还要受损耗的限制,同时还与功率传送的工 作方式有关。 磁通单方向变化时: B=Bs-Br, 作方式有关。 磁通单方向变化时:ΔB=Bs-Br,既受饱和磁通 密度限制,又更主要是受损耗限制,(损耗引起温升, 密度限制,又更主要是受损耗限制,(损耗引起温升,温升又 ,(损耗引起温升 会影响磁通密度)。工作磁通密度Bm=
0.6~0.7 会影响磁通密度)。工作磁通密度Bm=0.6~0.7 B )。工作磁通密度Bm=0.6 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值Δ 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB,开气隙后,励 Br,以增大磁通密度变化值 开气隙后, 磁电流有所增加,但是可以减小磁芯体积。 磁电流有所增加,但是可以减小磁芯体积。对于磁通双向工作 而言: 最大的工作磁通密度Bm Bm, 而言: 最大的工作磁通密度Bm, B=2Bm。在双方向变化工作 。 模式时, 模式时,还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面 积不相等,而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙, 积不相等,而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙, 或者在电路设计时加隔直流电容。 或者在电路设计时加隔直流电容。2012-4-28 6
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4.线圈参数: 4.线圈参数: 线圈参数 线圈参数包括:匝数,导线截面(直径),导线形式, 线圈参数包括:匝数,导线截面(直径),导线形式, ),导线形式 绕组排列和绝缘安排。 绕组排列和绝缘安排。 导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。通常取J 导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。通常取J为 2.5~4A/mm2。导线直径的选择还要考虑趋肤效应。如 导线直径的选择还要考虑趋肤效应。 2.5~ 必要,还要经过变压器温升校核后进行必要的调整。 必要,还要经过变压器温升校核后进行必要的调整。
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4.线圈参数: 4.线圈参数: 线圈参数 一般用的绕组排列方式:原绕组靠近磁芯, 一般用的绕组排列方式:原绕组靠近磁芯,副绕组反 馈绕组逐渐向外排列。下面推荐两种绕组排列形式: 馈绕组逐渐向外排列。下面推荐两种绕组排列形式: 1)如果原绕组电压高(例如220V),副绕组电压低,可 如果原绕组电压高(例如220V),副绕组电压低, 220V),副绕组电压低 以采用副绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组, 以采用副绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组,原绕组在 最外层的绕组排列形式,这样有利于原绕组对磁芯的 最外层的绕组排列形式, 绝缘安排; 绝缘安排; 2)如果要增加原副绕组之间的耦合,可以采用一半原绕 如果要增加原副绕组之间的耦合, 组靠近磁芯,接着绕反馈绕组和副绕组, 组靠近磁芯,接着绕反馈绕组和副绕组,最外层再绕 一半原绕组的排列形式,这样有利于减小漏感。 一半原绕组的排列形式,这样有利于减小漏感。2012-4-28 9
5.组装结构: 5.组装结构: 组装结构 高频电源变压器组装结构分为卧式和立式两种。 高频电源变压器组装结构分为卧式和立式两种。如果 选用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁
芯, 选用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯, …… 此处隐藏:4827字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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