LM2931 的根本应用电路移圈调压器主绕组和关心绕组匝数是相等的,组成一次绕组,而且彼此反向串联,使两者所产生的磁通方向相 反,如图 50 所示,因此要求主绕组为右绕向, 关心绕组为左饶向我厂 1985 年 4 月在生产 TDY-250/10 单相移圈调压器时, 设计图纸把主绕组和关心绕组全部设计成右绕向,在 套包时被觉察为此实行的变更措施是把关心绕组上端部引出头 h 通过包间油道引到下端部当 A 出头, 而把下端部的引出头 A 也通过包间油道引到上端部当 h 出头,一台并联的三个单元都做了一样的处理,使设计的错误在制造中造成的影响压缩到最小75 相间隔板在产品设计时如何正确应用〔1〕该有相间隔板的却没有在变压器设计书中,对圆筒式高压绕组在外且为角接连线,由于相间电压为线电压,其相间距离要比星接的要大,另外还加 2mm 厚的相间隔板在图纸设计中,有的人能记住这点,但有些人却不了解此要求, 按他们图纸干出的产品,其圆筒式角接的高压绕组相间紧靠,而在图纸中却找不到需要的相间隔板无相间隔板的状况发生屡次,但由于相间还隔着几张电缆纸和布带,还能承受住相间感应电压这种状况在成品试验时还不曾发生相间击穿,所以在后来设计这类产品图纸时相间隔板之物几乎被人遗忘,此事的后果只能降低这类变压器在用户那儿使用的安全系数。
2) 不该有相间隔板的却有按正常的变压器设计,对圆筒式高压绕组在外且星接的产品,其相间电压很低不必用相间隔板,但在1997 年6 月生产的S7 -100/35 和S7 -50/35 均设计有相间隔板其结果在S7 -50/35 工频耐压试验时,电压升到80KV 时产品被击穿且成高压匝间,经吊心检查觉察,击穿通道是从高压绕组下端部经过与高压绕组紧挨的相间隔板,穿过下铁轭绝缘板对下铁轭击穿,相间隔板下部烧了个浅黑道,下铁轭绝缘板被烧了个小洞假设该种变压器没有设计相间隔板,则高压绕组对地绝缘中有相当于相间隔板被击穿距离的 2/3 油隙和 1/3 的纸板外表距离由于油隙耐电强度是纸板外表的 3 倍,高压绕组原有的对地绝缘耐电强度是相间隔板外表的2 倍多,故这种构造的变压器安上相间隔板,就象用耐电强度低的材料把耐电强度高的材料给短接,由此带来不必要地损失76 图省料导致接线端子返工1986 年 8 月我厂购置兄弟单位一套 ZHSSPZ-6300/10 图纸,本厂设计人员在审图时,觉得原图把变压器箱盖出线端子排设计的太大,改成100*10 的端子排,端子排之间的三角连线也改成 100*10 的铜排,并声称改后本钱比原图节约几千元。
该变压器在成都一家碳素厂投产不久,因端子排发热严峻、胶垫老化、严峻漏油,让本厂去人处理实践证明原图纸端子排设计尺寸正确, 只好按原图纸重加工端子排、修改箱盖,花费 3 万余元,修后的地方用户使用至今再没发生端子排严峻发热的状况当时此台变压器审后生产图下发到车间,车间在读图时就觉察铜排 100*10 作为引线铜排浸在油中冷却通过 3550A 的电流还可以,但 100*10 铜排作为端子排在空气中冷却,经查“变压器高压电器和套管的 接线端子标准JB1046-67”,单面连接通过的额定电流只为 1500A此事当时虽做反映,但未引起重视,或许当年有些设计人员把油冷却和空气冷却没有区分对待,而引起这个设计失误77 SFSZ7 -31500/110 设计中的一处错误(1) 状况介绍1992 年 4 月,某设计人员设计的 SFSZ7 -31500/110 电力变压器,图纸通过审核、工艺会签等关,在绕线车间绕第一包时设计错误被人觉察, 经有关部门争论,在原有设计根底上做些修改,现把设计错误及修改状况作一介绍2) 线饼内径垫条设计错误及后果此高压绕组匝数排列如图 51,线饼内径垫条设计错误见52,由此带来的后果如下:1) FB-Y7 之间及 FB”-Y1 之间中断点绝缘隔板每边的两饼线, 按正常设计都有内径垫条,其好处是,一方面增加了中断点之间的距离,另一方面底部“S”弯跨饼都在相等高度上进展,无须爬坡。
按图 52 绕包,一饼跨到另一饼上跨高达 23mm,在操作上是不准许的也是不行能的2) 操作人员在保证图纸上每边只垫一饼垫条,而又使饼间“S”弯跨饼等高,只好使导线与垫条一起爬升,把起电气绝缘作用的 23mm 厚垫条单纯当作填饼垫条使中断点承受工作电压为 3 万伏的 FB-Y7 之间与承受工作电压为 4 万伏的 FB”-Y1 之间绝缘距离大为降低3) 修改措施1) 原图起绝缘作用的 23mm 厚垫条只好被当作不起绝缘作用的一般垫条,中断点两边饼的底部“S”弯原图在一档内,现错开两档,其好处能挽回 23mm 厚垫条绝缘的一小局部,但造成绕组外径局部高,局部低2) 削减其它饼间垫块用来加大中断点垫块厚度4) 本台中断点之间电压及修改后中断点绝缘距离同另一台同构造的 SFSZL7 -16000/110 相比较见表 13由表 13 可以看出,SFSZ7 -31500/110 虽经努力修改,终因构造已定,它的两个中断点电压虽比 SFSZL7-16000/110 要高,但中断点之间绝缘距离还是比SFSZL7-16000/110 要短些此台变压器虽通过试验合格,也在用户那儿运行至今,但是它的耐受过电压冲击先天缺乏,还是令人担忧的。
高频变压器高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器,大大减小了逆变器的体积和重量在高频链的硬件电路设计中,高频变压器是重要的一环设计高频变压器首先应当从磁芯开头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,在肯定线圈匝数时,通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压,因此,在输出肯定功率要求下,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高频变压器的设计通常承受两种方法[3]:第一种是先求出磁芯窗口面积AW 与磁芯有效截面积 Ae 的乘积AP〔AP=AW×Ae,称磁芯面积乘积〕,依据 AP值,查表找出所需磁性材料之编号;其次种是先求出几何参数,查表找出磁芯编号,再进展设计留意:1) 设计中,在最大输出功率时,磁芯中的磁感应强度不应到达饱和,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,严峻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。
对同一变压器同时削减分布电容和漏感是困难的,应依据不同的工作要求,保证适宜的电容和电感单片开关电源高频变压器的设计要点高频变压器是单片开关电源的核心部件,鉴于这种高频变压器在设计上有其特别性,为此特地阐述降低其损耗及抑制音频噪声的方法,可供高频变压器设计人员参考单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最正确性能指标等优点,能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源在1994~2023 年,国际上间续推出了 TOtch、TOtch-Ⅱ、TOtch-FX、TOtch-GX、Tintch、Tintch- Ⅱ等多种系列的单片开关电源产品,现已成为开发中、小功率开关电源、周密开关电源及开关电源模块的优选集成电路高频变压器是开关电源中进展能量储存与传输的重要部件,单片开关电源中高频变压器性能的优劣,不仅对电源效率有较大的影响,而且直接关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性〔EMC〕为此,一个高效率高频变压器应具备直流损耗和沟通损耗低、漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容要小等条件高频变压器的直流损耗是由线圈的铜损耗造成的为提高效率,应尽量选择较粗的导线,并取电流密度 J=4~10A/mm2。
高频变压器的沟通损耗是由高频电流的趋肤效应以及磁芯的损耗引起的高频电流通过导线时总是趋向于从外表流过,这会使导线的有效流通面积减小, 并使导线的沟通等效阻抗远高于铜电阻高频电流对导体的穿透力量与开关频率的平方根成反比,为减小沟通铜阻抗,导线半径不得超过高频电流可达深度的 2 倍可供选用的导线线径与开关频率的关系曲线如图 1 所示举例说明, 当 f=100kHz 时,导线直径理论上可取φ0.4mm但为了减小趋肤效应,实际可用更细的导线多股并绕,而不用一根粗导线绕制在设计高频变压器时必需把漏感减至最小由于漏感愈大,产生的尖峰电压幅度愈高,漏极钳位电路的损耗就愈大,这必定导致电源效率降低对于一个符合绝缘及安全性标准的高频变压器,其漏感量应为次级开路时初级电感量的 1%~3%要想到达 1%以下的指标,在制造工艺上将难于实现减小漏感时可实行以下措施: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设计高频变压器是电源设计过程中的难点,下面以反响式电流不连续电源高频变压器为例, 介绍一种电源高频变压器的设计方法。
设计目标:电源输入沟通电压在 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 Ipp2、求最小工作周期系数 Dmin3、计算高频变压器的初级电感值 Lp4、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 Lg6、计算变压器初级线圈 Np7、计算变压器次级线圈 Ns高频变压器:整流、变压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进展,电源系统的小型化,高频化和高功率比已成为一个永恒的争论方向和进展趋势因此,争论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作为开关电源最主要的组成局部,高频变压器相对于传统的工频变压器有以下优点:利用铁氧体材料制成的高频变压器具有转换效率高、体积小巧的特点;而传统的工频变压器工作在 50Hz 下,输出一样功率时需要较大的截面积而导致变压器体积浩大,不利于电源的小型化设计,而且电源转换效率也低于开关电源电脑使用的开关电源一般承受半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮番导通来产生 100kHz 的高频脉冲波,然后通过高频变压器进展降压,输出低电压的沟通电。
在这个电路中,开关管的最大电流对电源输出功率的大小有肯定的限制〔通常应用于 300W 电源的 MOS 管体积较大,有的电源甚至使用了耐流到达 10A 的开关管〕,而高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则打算了输出电压的多少,由于工作在很高的频率下,对元件质量的要求和线路的搭配有很高的要求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为防止磁芯之间产生相对位移,通常以环氧树脂作胶合剂,将两个磁芯的 3 个接触面〔含中心柱〕进展粘接但这种刚性连接方式的效果并不抱负由于这无法将音频噪声减至最低,况且胶合剂过多,磁芯在受机械应力时还简洁折断国外最近承受一种特别的“玻璃珠”〔glass beads〕胶合剂,来粘合E。