高频变压器磁芯手册对照手册
高频变压器的设计方法之一
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 ;
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:
1、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
线路(a ) PT=Po (1+ )线路(b ) PT=Po ( + √
)线路(c ) 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
AP=Aw · Ae
各种磁芯的AP 示意图如下:
1η1η
1η
2
EI 叠片铁芯
G
R
( b )R
( a )
AP=( )
Ae Aw Le Wt Ml
其中:
式中:
AP ——为Aw 和Ae 两面积乘积(cm 4);
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;
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。
J= KjAP X V01=KvAP 0.75 Wt=KwAP 0.
75 As=KsAP 0.5根据选取的磁芯,查出(计算)出如下参数:
Le ——磁芯有效磁路长度(cm );
Wt ——磁芯重量(KG );
Ml ——绕组平均匝长(cm )。
EI 叠片铁芯
G C 型铁芯
带绕铁芯
罐形铁芯环形铁芯KoKf FsBwKj PT ×1041
1 +
Np=(匝)
Ip=(A)
(A/cm 2)
(cm )
(cm 2)
平均匝长计算如下图:
3、计算原边绕组匝数Np :
4、计算原边电流I p :
5、计算电流密度J :J=Kj (Aw · Ae )X
6、计算原边绕组裸线直径dP 和截面积Axp :
dP=1.13 Axp=※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,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Rp 和原边铜损Ppcu :
Vp ×104
KfFsBwAe Po Vp η
I p ×(0.707)
J I p ×(0.707)J
(Ω)(W )
Ns = (cm )
Axs = (cm 2)
(Ω)
(W )(W )
P ∑ =(W )
(W )Rp=Ml ×Np ×Ω/cm
Ppcu = I p 2Rp
8、计算副边绕组匝数:
Vo ′ = Vo+V DF 式中:Vo ′——副边总电压;
V DF ——输出二极管压降。
9、 计算副边绕组裸线直径dS 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 )。
14、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10、计算副边绕组电阻值和副边铜损;
Rs = Ml ×Ns ×Ω/cm Pscu = I o 2Rs
11、计算变压器总铜损 Pcu :
Pcu = Ppcu + Pscu 12、计算在效率η下允许的总损耗P ∑:
13、计算允许之铁损Pf e :
Pf e = P ∑ Pcu
NpVo ′
Vp
I o ×(0.707)
J I o ×(0.707)
J Po
ηPo
×(W )
算磁芯功耗。 Pf e ′=15、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。
W KG Wt
PC40同等级磁芯,
单向磁化的拓扑一般取DeltaB=Bmax-Br,Bmax取0.2T 双向磁化的拓扑一般取DeltaB=2*Bmax, Bmax取0.15T