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关于大功率高频变压器的设计!

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亚博足彩     设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料,它有较高磁导率,低的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压,因此,在输出一定功率要求下,可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低,磁滞面积小,则铁耗也少。高的电阻率,则涡流小,铁耗小。铁氧体材料是复合氧化物烧结体,电阻率很高,适合高频下使用,但Bs值比较小,常使用在开关电源中。

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注意:
    1)设计中,在最大输出功率时,磁芯中的磁感应强度不应达到饱和,以免在大信号时产生失真。
    2)在瞬变过程中,高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡,使损耗增加,严重时会造成开关管损坏。同时,输出绕组匝数多,层数多时,应考虑分布电容的影响,降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的,应根据不同的工作要求,保证合适的电容和电感。

    DANPIANKAIGUANDIANYUANGAOPINBIANYAQIDESHEJIYAODIAN

    GAOPINBIANYAQISHIDANPIANKAIGUANDIANYUANDEHEXINBUJIAN,JIANYUZHEIZHONGGAOPINBIANYAQIZAISHEJISHANGYOUQITESHUXING,WEICIZHUANMENCHANSHUJIANGDIQISUNHAOJIYIZHIYINPINZAOSHENGDEFANGFA,KEGONGGAOPINBIANYAQISHEJIRENYUANCANKAO。

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    高频变压器的直流损耗是由线
 

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    减小初级绕组的匝数NP;
    增大绕组的宽度(例如选EE型磁芯,以增加骨架宽度b);
    增加绕组的高、宽比;
    减小各绕组之间的绝缘层;
    增加绕组之间的耦合程度。
    电源高频变压器的设计方法

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    设计目标:电源输入交流电压在180V~260V之间,频率为50Hz,输出电压为直流5V、14A,功率为70W,电源工作频率为30KHz。
    设计步骤:
    1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp
    2、求最小工作周期系数Dmin
    3、计算高频变压器的初级电感值Lp
    4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸。
    5、计算空气间隙长度Lg
    6、计算变压器初级线圈Np
    7、计算变压器次级线圈Ns
高频变压器:整流、变压
亚博足彩     在传统的高频变压器设计中,由于磁心材料的限制,其工作频率较低,一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展,电源系统的小型化,高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此,研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积,提高电源输出功率比的关键因素。

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    DIANNAOSHIYONGDEKAIGUANDIANYUANYIBANCAIYONGBANQIAOSHIGONGLVZHUANHUANDIANLU,GONGZUOSHILIANGGEKAIGUANSANJIGUANLUNLIUDAOTONGLAICHANSHENG100kHzDEGAOPINMAICHONGBO,RANHOUTONGGUOGAOPINBIANYAQIJINXINGJIANGYA,SHUCHUDIDIANYADEJIAOLIUDIAN。ZAIZHEIGEDIANLUZHONG,KAIGUANGUANDEZUIDADIANLIUDUIDIANYUANSHUCHUGONGLVDEDAXIAOYOUYIDINGDEXIANZHI(TONGCHANGYINGYONGYU300WDIANYUANDEMOSGUANTIJIJIAODA,YOUDEDIANYUANSHENZHISHIYONGLENAILIUDADAO10ADEKAIGUANGUAN),ERGAOPINBIANYAQIGEGERAOZUXIANQUANDEZASHUBILIZEJUEDINGLESHUCHUDIANYADEDUOSHAO,YOUYUGONGZUOZAIHENGAODEPINLVXIA,DUIYUANJIANZHILIANGDEYAOQIUHEXIANLUDEDAPEIYOUHENGAODEYAOQIU。

    抑制高频变压器的音频噪声
    高频变压器EE或EI型磁芯之间的吸引力,能使两个磁芯发生位移;绕组电流相互间的引力或斥力,也能使线圈产生偏移。此外,受机械振动时能导致周期性的形变。上述因素均会使高频变压器在工作时发出音频噪声。10W以下单片开关电源的音频噪声频率,约为10kHz~20kHz。

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    基本知识
亚博足彩     将两个线圈*近放在一起,当一个线圈线中的电流变化时,穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化,从而使该线圈中出现感应电势,这就是互感现象。变压器就是根据互感原理制成的。

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    变压比、额定功率、温升、效率、空载电流、绝缘电阻均为其主要技术参数。
    在电路中电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配、或阻抗变换等用途。
    电子变压器在电源技术中的作用
    作用
    电子变压器和半导体开关器件,半导体整流器件,电容器一起,称为电源装置中的4大主要元器件。它在电源装置中的作用:
    起电压和功率变换作用;
    起传递宽带、声频、中周功率和信号作用;
    起传递脉冲、驱动和触发信号作用;
    起原边和副边绝缘隔离作用;
    起单相变三相或三相变单相作用,起改变输出相位作用;
    起改变输出频率作用;
    起改变输出阻抗与负载阻抗相匹配作用;
    起稳定输出电压或电流作用,起调节输出电压作用;
    起交流和直流滤波作用;
    起抑制电磁干扰作用,起抑制噪声作用;
    起吸收浪涌电流作用,减缓电流变化速率;
    起储能作用,起帮助半导体开关换向作用;
    起开关作用;
    起调节电感作用;
    起变换电压、电流或脉冲检测信号。

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绕制变压器的材料
    要绕制一个变压器我们必须对有关的材料要有一定的认识,下面为你提供了这方面的知识。

    1、铁心材料:
    使用的铁心材料主要有铁片、低硅片,高硅片,的钢片中加入硅能降低钢片的导电性,增加电阻率,它可减少涡流,使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片,变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系,硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示,一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000,高硅片为12000-16000。
    2、通常用的材料有
    漆包线,沙包线,丝包线,最常用的漆包线。对于导线的要求,是导电性能好,绝缘漆层有足够耐热性能,并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线。
    3、绝缘材料
    在绕制过程中,线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离,均要使用绝缘材料,一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作,层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离,绕阻间可用黄腊布作隔离。
    4、浸渍材料:
    绕制好后,还要过最后一道工序,就是浸渍绝缘漆,它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命,一般情况下,可采用甲酚清漆作为浸渍材料。

    高频电源变压器的设计原则
    高频电源变压器作为一种产品,自然带有商品的属性,因此其设计原则和其他商品一样,是在具体使用条件下完成具体的功能中追求性能价格比最好。有时可能偏重性能和效率,有时可能偏重价格和成本。现在,轻、薄、短、小,成为它的发展方向,是强调降低成本。其中成为一大难点的高频电源变压器,更需要在这方面下功夫。如果能认真考虑一下它的设计原则,追求更好的性能价格比,传送不到10VA的单片开关电源高频变压器,应当设计出更轻、薄、短、小的方案来。不谈成本,市场的价值规律是无情的!许多性能好的产品,往往由于价格不能为市场接受而遭冷落和淘汰。往往一种新产品最后被成本否决。一些“节能不节钱”的产品为什么在市场上推广不开值得大家深思。
    产品成本,不但包括材料成本,生产成本,还包括研发成本,设计成本。因此,为了节约时间,根据以往的经验,对它的铁损铜损比例、漏感与激磁电感比例、原边和副边绕组损耗比例、电流密度提供一些参考数据,对窗口填充程度,绕组导线和结构推荐一些方案,有什么不好?为什么一定要按步就班地来回进行推算和仿真,才不是概念错误?作者曾在20世纪80年代中开发高频磁放大器式开关电源,以温升最低为条件,对高频电源变压器进行过优化设计。由于热阻难以确定,结果与试制样品相差甚远,不得不再次修正。现在有些公司的磁芯产品说明书中,为了缩短用户设计的时间,有的列出简化的设计公式,有的用表列出磁芯在某种工作频率下的传送功率。这种既为用户着想,又推广公司产品的双赢行为,是完全符合市场规律的行为,绝不是什么需要辨析的错误概念。问题是提供的参考数据,推荐的方案是否是经验的总结?有没有普遍性?包括“辨析”一文中提出的一些说法,都需要经过实践检验,才能站得住脚。

    ZONGZHI,QIANWANJIZHU:TASHIYIZHONGCHANPIN(JISHANGPIN),SHEJIYUANZESHIZAIJUTIDESHIYONGTIAOJIANXIAWANCHENGJUTIDEGONGNENGZHONGZHUIQIUXINGNENGJIAGEBIZUIHAO。JIANYANSHEJIDEWEIYIBIAOZHUNSHISHEJICHUDECHANPINNENGFOUJINGSHOUZHUSHICHANGDEKAOYAN。