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貴州變壓器告訴你高頻變壓器設計

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貴州變壓器告訴你高頻變壓器設計

發布日期:2017-09-04 作者: 點擊:

貴州變壓器告訴你高頻變壓器設計

01、摘要

高频變壓器是现在电子變壓器行业关注的热点,很多工程师都希望了解高频變壓器的設計方法,在此和大家简要分享几个高频變壓器設計方法,希望对大家有用。

关键词:高频變壓器;选择;

02、引言

高频變壓器的設計包括:线圈参数的設計,磁性材料的选择,磁芯结构的选择,磁芯参数的設計,變壓器结构的选择等方面。

以下对高频變壓器线圈参数的設計、磁性材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的設計和變壓器结构的选择进行简要介绍。

03、线圈参数的設計

高频變壓器的线圈参数包括:线圈圈数、线材直径、线材类型、绕组排布和安全绝缘的設計。

初級繞組圈數由外加激磁電壓或者初級繞組激磁電感來決定,圈數不能過多也不能過少。如果圈數過多,漏感會增加,且增加繞線工時;如果圈數過少,在外加激磁電壓比較高時,有可能使匝間電壓降和層間電壓降增大,而必須額外加強安全絕緣。次級繞組圈數由輸出電壓決定。線材直徑決定于繞組的電流密度。另外,線材直徑的大小還與漏感強相關。

04、繞組排布方式

■如果是降压變壓器,可以采用次级绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组,初级绕组在最外层的排布方式,这样有利于初级绕组对磁芯的安全绝缘設計。

■如果要增加初級與次級繞組之間的耦合,可以采用一半初級繞組靠近磁芯,再繞反饋繞組和次級繞組,最外層再繞一半初級繞組的排布方式,這樣有利于漏感的減少。

降压變壓器的初级圈数不能太少,否则,匝间或者层间电压相差过大,容易引起局部短路。

對于安全絕緣的安排,首先要注意使用的線材、骨架、絕緣材料的等級要與磁芯和繞組允許的工作溫度相匹配。溫度等級低,滿足不了耐熱要求,溫度等級過高,則會增加不必要的材料成本。其次,在圓柱形磁路上繞線的線圈,最好采用骨架,這樣才可以保證安全絕緣,又能簡化繞線工藝。另外,線圈最外層和最裏層,高壓和低壓繞組之間都要加強安全絕緣。如果一般絕緣可包覆一層絕緣膠帶,加強絕緣應包覆2~3層絕緣膠帶。

05、磁性材料的選擇

高频變壓器磁芯一般选择使用软磁材料。软磁材料有以下特征:较高磁导率、较低矫顽力、较高电阻率。磁导率高,在线圈圈数不变时,通过不大的激磁电流就能有较高的磁感应强度,线圈就能承受较高的外加电压,因此在输出功率保持不变的情况下,可减少磁芯体积。矫顽力低,磁芯的磁滞回环面积较小,那么铁耗也就较小。电阻率较高则涡流会比较小,铁耗也相应减少。

铁氧体材料是软磁材料的一种,和其它软磁磁性材料一样,软磁铁氧体有电阻率高、交流涡流损耗小的优点,且价格相对较便宜,易加工成各种形状的磁芯,缺点是工作磁通密度较低、磁导率不高、磁致伸缩大、对温度变化比较敏感。它比较适合高频下使用,因此,高频變壓器一般选择铁氧体材料作为磁性材料。

06、磁芯類型的選擇

高频變壓器設計时选择磁芯类型应考虑的因素: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, 装配接线方便等。

在高频變壓器磁芯结构設計中,对窗口面积的大小,要综合考虑各种因素再决定。为了防止高频电源變壓器从里向外和从外向里的电磁干扰,有些磁芯结构在窗口外面有封闭和半封闭外壳。封闭外壳屏蔽电磁干扰作用好,但散热和接线不方便,必须留有接线孔和出气孔。半封闭外壳,封闭的地方起屏蔽电磁干扰作用,不封闭的地方用于接线和散热。如果窗口完全开放,接线和散热方便,屏蔽电磁干扰作用差。

07、磁芯ΔB參數的選擇

高频變壓器磁芯参数选择时,须了解工作磁通密度不只是受磁化曲线限制,还要受损耗的限制,同时还与功率传送的工作方式有关。貴州變壓器

對于磁通單方向變化的工作模式:ΔB既受飽和磁通密度限制,又受損耗限制。

對于磁通雙方向變化的工作模式:工作磁滯回線包圍的面積比局部回線大得多,損耗也大得多,ΔB主要受損耗限制,而且還要注意出現的直流偏磁問題。

對電感器功率傳送方式,磁導率是有氣隙後的等值磁導率,一般都比磁化曲線測出的磁導率小。

08、變壓器结构的确定

高频變壓器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,都采用卧式组装结构,上下表面比较大,有利于散热;其它的都采用立式结构。另外,组装结构中采用的五金件或端子等尽量采用标准器件,便于采购,减少研发时间,降低研发成本。

09、變壓器工作点测定

對于新選擇的磁芯,廠商提供的磁感應強度值並不一定准確,建議先粗略測試,具體測試方法如下:將調壓器接至初級線圈,用示波器觀察次級線圈輸出電壓波形,將初級線圈的輸入電壓逐漸升高,直到示波器顯示的波形發生突變,此時可確定磁芯已飽和,根據公式:U=4.44fN1Φm可推知在磁感應強度值。

10、結束語

高频變壓器設計与磁学、电路强相关,做好變壓器設計,需要脚踏实地,学习磁学及电路相关基础知识,不懂电路的高频變壓器設計就是无源之水,設計出来的产品很难符号客户电路的真正要求。

因此,了解电路,貴州變壓器再設計變壓器是我们變壓器工程师的重中之重。

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