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高频变压器设计方法

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高频变压器设计方法_第1页
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AP=Aw · Ae 各种磁芯的AP示意图如下:线路(b) PT=Po( + √ )线路(b) PT=Po( + 1 )AP值是磁芯窗口面积Aw与磁芯有效截面积Ae的乘积,即1、计算视在功率、计算视在功率PT;视在功率PT因工作电路不同而别,如下图:视在功率与线路结构关系视在功率与线路结构关系线路(a) PT=Po(1+ )5、开关工作频率fs;6、工作磁通密度Bw;7、选用磁芯型式;8、效率η ;9、温升∝ 二、计算步骤二、计算步骤:高频变压器的设计方法之一高频变压器的设计方法之一 一、设计条件一、设计条件:1、工作电路;2、原边电压Vp;3、输出电压Vo;4、输出电流Io;1 η 1 η 1 η 2 Aw G D Ae EI叠片铁芯叠片铁芯 Aw G G E Ae C型铁芯型铁芯 Ae Aw 环形铁芯环形铁芯 R Po Pi ( b ) R Po Pi N1=N2 ( a ) Po ( c ) AP=( )Kj Kj (允许温(允许温 升25℃) 升50℃) Pcu = Pfe433632-0.1733.84814.5Pcu>Pfe403590-0.1232.558.813.1Pcu = Pfe323468-0.1439.266.617.9Pcu>Pfe395569-0.1444.576.625.6Pcu = Pfe366534-0.1241.368.219.7Pcu = Pfe250365-0.1350.982.325AeAwLeWtMl 其中:耗损XKsKw铁芯种类Le ——磁芯有效磁路长度(cm);Wt ——磁芯重量(KG);Ml ——绕组平均匝长(cm)。

J= KjAPX V01=KvAP0.75 Wt=KwAP0.75 As=KsAP0.5根据选取的磁芯,查出(计算)出如下参数:一般罐形(配线)磁芯铁粉磁芯C型铁芯单线圈金属叠片磁芯带绕铁芯Kf ——波形系数,方波Kf =4.0,正弦波Kf =4.44;Kj ——电流密度比例系数;X ——与磁芯有关常数各种磁芯结构常数如下表:Kv式中:AP ——为Aw和Ae两面积乘积(cm4);PT ——变压器视在功率(w);Bw ——工作磁通密度(T);Fs ——开关工作频率(Hz);Ko ——窗口使用系数,一般取0.4;Ae Aw 带绕铁芯带绕铁芯 Aw G Ae 罐形铁芯罐形铁芯 KoKf FsBwKj PT×104 1 1 + X Np=(匝)Ip=(A)(A/cm2)(cm)(cm2)(Ω )(W)Vo′ = Vo+VDF并查出带漆皮的线径、截面积和每cm电阻(Ω /cm)值7、计算原边绕组电阻值、计算原边绕组电阻值Rp和原边铜损和原边铜损Ppcu:Rp=Ml×Np×Ω /cmPpcu = I p2Rp8、计算副边绕组匝数、计算副边绕组匝数:5、计算电流密度、计算电流密度J:J=Kj(Aw · Ae)X6、计算原边绕组裸线直径、计算原边绕组裸线直径dP和截面积和截面积Axp:dP=1.13Axp=※式中,在有中心抽头电路时,Ip需乘0.707的修正因素,根据计算的dP值选取初级导线,平均匝长计算如下图:Ml = a1 + b1 + 0.95 ( a2 + b2 )其中:a1 + b1 为骨架内径尺寸的1/2 ;a2 + b2 为骨架外径尺寸的1/2。

3、计算原边绕组匝数、计算原边绕组匝数Np:4、计算原边电流、计算原边电流I p:a1 a2 b2 b1 Vp×104 KfFsBwAe Po Vpη I p×(0.707)※ J I p×(0.707)※ J Ns = (cm)Axs = (cm2)(Ω )(W)(W)P∑ =(W)(W)×(W)16.趋肤效应16.趋肤效应 电流密度下降到表面电流密度的0.368,即1/e的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ15、验算、验算:若Pf e′<Pf e,设计通过;若Pf e′>Pf e,应重新选择磁芯进行计算13、计算允许之铁损、计算允许之铁损Pf e:Pf e = P∑ Pcu14、计算变压器铁损、计算变压器铁损Pf e′:根据磁芯的损耗曲线,查出在f s和Bw条件下,单位重量的功耗W/KG值,由下式计算磁芯功耗Pf e′=10、计算副边绕组电阻值和副边铜损、计算副边绕组电阻值和副边铜损;Rs = Ml×Ns×Ω /cmPscu = I o2Rs11、计算变压器总铜损、计算变压器总铜损 Pcu:Pcu = Ppcu + Pscu12、计算在效率、计算在效率η 下允许的总损耗下允许的总损耗P∑:式中:Vo′——副边总电压;VDF——输出二极管压降。

9、、 计算副边绕组裸线直径计算副边绕组裸线直径dS和截面积和截面积Axs:dS = 1.13选取副边绕组导线直径,查出带漆皮导线的线径、截面积和每cm电阻(Ω /cm)NpVo′ Vp I o×(0.707) J I o×(0.707) J Po η Po W KG Wt μ ——导线材料的磁导率 γ =1/ρ ——材料的电导率 k——材料电导率(电阻率)温度系数在导线温度100度时2=k 7.6f 表观功率 定义:端口的电压有效值与电流有效值之乘积。

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