变压器经典计算

1. 反激式开关电源电路

2. 开关变压器功能

a. 磁能转换（能量储存）

b. 绝缘

c. 电压转换

3. 工作流程

a. 根据PWM(脉宽调制法)控制,当晶体管（例功率MOSFET）打开时电流流过变压器初级绕组,这时变压器储存能量（在磁心GAP）,与此同时,因为初级绕组和次级绕组极性不同,整流二极管断开时电流流过次级绕组;

b. 因为次级绕组极性是不同于初级绕组,当晶体管关闭（例功率MOSFET）时存储的能量将被释放（从磁心GAP）. 同时整流管也打开.所以，电流将流过开关电源变压器的次级绕组;

c. 反馈绕组提供PWM工作电压（控制）, 所以反馈绕组的圈数是依照PWM 的工作电压来计算;例如, UC3842B（PWM）工作电压是10-16Vdc ,你必须是依照这个电压计算反馈圈数,否则UC3842B（PWM）将不能正常工作!一般, UC3842B（PWM）损坏时，反馈电压是超过30Vdc.

4. 主要参数对整个路的影响

a. 电感:如果初级电感太低,变压器将储存的能量少，使输出电压不连续;如果次级电感也低,变压器的能量将不能完全释放,所以，输出电压将是非常低;这时PWM将不能正常工作.此时反馈绕组的电感也是过低或过高,

b. 漏电感: 如果漏电感太高,它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组. 它是非常的危险.因为高的尖峰电压可以损坏晶体管!另一方面,漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试,它对整个电流将产生更多的噪音;所以开关变压器要求低漏电感.

c. 绝缘强度:因为初级地是不同次级地;它有一个高电压在初级与次级之间,所以，它有很好的绝缘!

一。基本设计条件

1. 输入85-264V ac /输出5Vdc 2A

2. 最大工作比40% (晶体管关闭和打开的时间比率)

3. 工作频率75kHz

4. 温度等级: class B

二。基本的设计步骤

1.变压器尺寸

Ae*Ap=PB*102/2f*B*j*?*K

Ae---- 有效截面积

Ap---- 磁芯绕线面积

PB ---- 输出功率

f ----- 工作频率

B ----- 有效饱和磁通

j ----- 电流密度

? ----- 变压器效率

K ----- 骨架绕线系数

Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2

Ae*Ap= 0.112(cm4)

根据磁芯数据,我们可以选择EE2219磁芯(东磁); 它的Ae*Ap 值是0.408*0.397=0.162(cm4)

2. 初级临界电感

LMIN=UP2*α2*T*10-6/2P0（H）

LMIN----- 初级临界电感

UP ----- 初级最大电压

α----- 工作比

T ----- 周期

P0 ----- 变压器输入功率

LMIN=115*115*0.4*0.4*13.33*10-6/2*(5+0.7)*2*1.2

LMIN= 1.0(mH)

备注: 根据经验,计算实际输出功率等于1.2倍输出功率

3. 初级峰值电流

IP=2P0/UPMIN*αMAX

IP----- 初级峰值电流

UPMIN----- 初级最大电压

IP = 2*2*(5.0+0.7) *1.2/115*0.4

IP = 0.595(A)

4. 初级绕组圈数

NP=LP*IP*104/Ae*B

NP----- 初级绕组圈数

NP= 1.0*10-3 *0.595*104 /0.395*0.17

NP= 88 (Ts)

5. 次级绕组圈数

NS=NP*US*（1-αMAX）/UPMIN*αMAX

NS----- 次级绕组圈数

US----- 次级最大电压

NS= 88*(5.0+0.7) *(1-0.4)/115*0.4

NS= 7(Ts)

反馈绕组圈数

Nf= 15(Ts)

6. 线径

d=1.13* (I/j)1/2

d----- 线径

Ieff----- 有效工作电流

Ieff= Ip* (α/3)1/2 =0.595*(0.4 /3)1/2 =0.217(A)

dp= 1.13*0.233 (j=4)

dp= 0.26 (mm)

反馈绕组线径 d f= 0.21(mm)

次级使用绞线, d=1.13* (I/j)1/2 =1.13*(2 /4)1/2 =0.8(mm)

din=d/n1/2

din----- 2UEW 线径

n ----- 绞线股数

ds= 0.55*2(mm)

反激变压器的详细公式的计算

单端反激开关电源变压器设计单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。 1、已知的参数这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定，包括：输入电压V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s(或周期T)、线路主开关管的耐压V mos。 2、计算在反激变换器中，副边反射电压即反激电压V f与输入电压之和不能高过主开关管的耐压，同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。反激电压由下式确定： V f=V Mos-V inDCMax-150V 反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之后，就可以确定原、副边的匝比了。 N p/N s=V f/V out 另外，反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态，根据在稳态下，变压器的磁平衡，可以有下式： V inDCMin?D Max=V f?(1-D Max) 设在最大占空比时，当开关管开通时，原边电流为I p1，当开关管关断时，原边电流上升到I p2。若I p1为0，则说明变换器工作于断续模式，否则工作于连续模式。由能量守恒，我们有下式： 1/2?(I p1+I p2)?D Max?V inDCMin=P out/η 一般连续模式设计，我们令I p2=3I p1 这样就可以求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感量： L p= D Max?V inDCMin/f s?ΔI p 对于连续模式，ΔI p=I p2-I p1=2I p1；对于断续模式，ΔI p=I p2 。可由A w A e法求出所要铁芯： A w A e=(L p?I p22?104/ B w?K0?K j)1.14 在上式中，A w为磁芯窗口面积，单位为cm2 A e为磁芯截面积，单位为cm2 L p为原边电感量，单位为H I p2为原边峰值电流，单位为A B w为磁芯工作磁感应强度，单位为T K0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2~0.4 K j为电流密度系数，一般取395A/cm2 根据求得的A w A e值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯，这样磁芯

油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算

目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗（P R）计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗（P f）计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数（K w %）计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数（K w %）简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数（K C1 %）计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数（K C2 %）计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗系数（K C2 %）计算 4引线损耗（P y）计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗（P ZS）计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第10 页

开关电源-高频-变压器计算设计

要制造好高频变压器要注意两点：一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕,不要选用单根粗铜线,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱,越挨近导线表面电流越强。选用多股细铜线并在一同绕,实习便是为了增大导线的表面积,然后更有效地运用导线。二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。 1、次级绕组：初级绕组绕完，要加绕(3~5 层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，契合绝缘耐压的需求。减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。若是开关电源的次级有多路输出，而且输出之间是不共地的为了减小漏感，让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。若是这个次级绕组只要相对较少几匝，则为了改善耦合状况，仍是应当设法将它布满完好的一层，如能够选用多根导线并联的方法，有助于改善次级绕组的填充系数。其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。当开关电源多路输出选用共地技能时，处置方法简略一些。次级能够选用变压器抽头方式输出，次级绕组间不需要采用绝缘阻隔，从而使变压器的绕制愈加紧凑，变压器的磁耦合得到加强，能够改善轻载时的稳压功能。 2、初级绕组：初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。通常状况下，变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组，可使变压器的漏感为最小。初级绕组放在最里边，使初级绕组得到其他绕组的屏蔽，有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。初级绕组放在最里边，使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端，可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。 3、偏压绕组：偏压绕组绕在初级和次级之间，仍是绕在最外层，和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。若是电压调整是依据次级来进行的则偏压绕组应放在初级和次级之间，这样有助于削减电源发生的传导打扰发射。若是电压调整是依据初级来进行的则偏压绕组应绕在变压器的最外层，这可使偏压绕组和次级绕组之间坚持最大的耦合，而与初级绕组之间的耦合减至最小。初级偏压绕组最佳能布满完好的一层，若是偏压绕组的匝数很少，则能够采用加粗偏压绕组的线径，或许用多根导线并联绕制，改善偏压绕组的填充状况。这一改善方法实际上也改善了选用次级电压来调理电源的屏蔽才干，相同也改善了选用初级电压来调理电源时，次级绕组对偏压绕组的耦合状况。高频变压器匝数如何计算？很多设计高频变压器的人都会有对于匝数的计算问题，那么我们应该

变压器的选择与容量计算

变压器的选择与容量计算电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时，如果把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资，而且还会使变压器长期处于空载状态，使无功损失增加。如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷中心，供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高，此时变压器的容量称为经济容量。如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍，变压器应能承受住这种冲击，直接启动的电动机中最大的一台的容量，一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的是：排灌专用变压器一般不应接入其他负荷，以便在非排灌期及时停运，减少电能损失。对于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择，要考虑用电设备的同时功率，可按实际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷密度小、负荷季节性和间隙性强等特点，可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷大小进行无负荷调整容量的变压器，它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于变电所或用电负荷较大的工矿企业，一般采用母子变压器供电方式，其中一台（母变压器）按最大负荷配置，另一台（子变压器）按低负荷状态选择，就可以大大提高配电变压器利用率，降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态实际情况，对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器。变压器的容量是个功率单位（视在功率），用AV （伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流电压和交流

EI 铁芯电源变压器计算步骤

铁芯电源变压器计算步骤编写者：黄永吾已知变压器有以下主要参数：初级电压Ｕ1=220V, 频率f=50Hz 次级电压Ｕ2=20V, 电流Ｉ2=1A 其他一些要求如安规、温升、电压调整率、环境、（防潮、防震、防灰尘等）、工作状态、寿命等。

型变压器设计软件计算步骤如下： 1.计算变压器功率容量： 2.选择铁芯型号： 3.计算铁芯磁路等效长度： 4.计算铁芯有效截面积： 5.计算变压器等效散热面积： 6.计算铁芯重量： 7.计算胶芯容纳导线面积: 8.初定电压调整率： 9.选择负载磁通密度: 10.计算匝数： 11.计算空载电流: 12.计算次级折算至初级电流： 13.计算铁芯铁损： 14.计算铁损电流： 15.计算初级电流:

16.计算各绕组最大导线直径： 17.校核能否绕下: 18.计算各绕组平均长度： 19.计算各绕组导线电阻: 20.计算各绕组导线质量： 21.计算各绕组铜损： 22.计算各绕组次级空载电压: 23.核算各绕组次级负载电压: 24.核算初级电流: 25.核算电压调整率：重复8~25项计算三次： 26.修正次级匝数: 重复8~25项计算三次： 27核算变压器温升:

型变压器设计软件计算步骤如下： 1. 计算变压器功率容量：以下为结构计算： 2. 选择铁芯型号：16.计算各绕组最大导线直径: 3. 计算铁芯磁路等效长度：17.校核能否绕下: 4. 计算铁芯有效截面积：18.计算各绕组平均长度： 5. 计算变压器等效散热面积：19.计算各绕组导线电阻: 6. 计算铁芯重量: 20.计算各绕组导线质量: 7. 计算胶芯容纳导线面积：21.计算各绕组铜损: 8. 初定电压调整率：22.计算各绕组次级空载电压: 9. 选择负载磁通密度: 23.核算各绕组次级负载电压: 10.计算匝数：24.核算初级电流: 11.计算空载电流: 25.核算电压调整率： 12.计算次级折算至初级电流：重复8~24项计算三次： 13.计算铁芯铁损：26.修正次级匝数: 14.计算铁损电流：重复8~24项计算三次： 15.计算初级电流: 27.核算变压器温升:

电力变压器继电保护设计

1 引言继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求

通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地；若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ）～图2.1变电所的电气主接线图

工频变压器设计计算

工频变压器的设计计算赵一强2010-9-15 ，这个 U2），从上可知，变压器是通过铁芯的磁场来传递电功率的。借助于磁场实现了初级电路和次级电路的电隔离；又通过改变绕组匝比，来改变次级的输出电压。二、变压器特性参数和设计要求 1、磁通密度B和电流密度J 磁通密度（又叫磁感应强度）B和电流密度J是变压器设计的关键参数，直接关系着变压器的体积和重量，B 、J值越高，变压器越轻，但是B 、J的取值受到一定条件的限制，因此，变压器的体积和重量也受到这些条件的限制。 4Gs 。 H的关系曲线，在

图3中，Bs —饱和磁感应强度； Bs —过压保护磁感应强度 Bm —最大磁感应强度（计算值）导磁率： H B ΔΔ= μ 饱和磁通密度为Bs 和导磁率μ是曲线的两个重要参数。对于磁性材料，要求Bs 、μ 越高越好。Bs 高，变压器体积可减小；μ高，变压器空载电流小。另外，还要求电阻率ρ高，这样损耗小、发热小。 ⑵ 电流密度J 电流密度J : 电路单位截面积的电流量，单位：安/厘米2（A/cm 2）。变压器绕组导线的电阻：q l R cu ρ= 电流导线中所产生的损耗（铜损）： l IJ R I P cu cu cu ρ2 == 可以看出，铜损与电流和电流密度的乘积成正比，就是说，随着电流增加，要保持同样的绕组损耗和温升，必须相应地降低电流密度。 2、铁心、导线和绝缘材料 ⑴ 铁心形状和材料铁心形状：卷绕的有O 型、CD/XCD 型、ED/XED 型、R 型、HSD 型(三相)，冲片的有EI 、CI 型；这是我们常用两种冲片。铁心材料牌号：硅钢（含硅量在2.3~3.6%）冷轧无取向硅钢带：含硅量低（在0.5~2.5%）；厚0.35、0.5、0.65mm,我们常用0.5mm ； B 高、μ高，铁损大，价格较低，多用于小功率工频变压器。冷轧取向硅钢带：含硅量较高（在2.5~3%），厚0.27、0.3、0.35mm, 我们常用0.35mm ；B 高、μ高，铁损小，价格较高，多用于中大功率工频变压器。 ⑵ 线圈导线材料油性漆包线Q 0.05~2.5 耐温等级 A 105℃ 塑醛漆包线QQ 0.06~2.5 耐温等级 E 120℃ 聚酯漆包线QZ 0.06~2.5 耐温等级 B 130℃ 耐压均在600V 以上。最常用的是QZ 漆包线。线圈允许的平均温升⊿τm =线圈绝缘所允许的最高工作温度-最高环境温度-（5—10K ）, 通常不超过60℃。5—10K 是考虑线圈最高温度与平均温度之差，功率大取大值。 ⑶ 层间绝缘材料 500V 以下不需要层间绝缘。各绕组间应垫绝缘0.03 聚酯薄膜2~3层。 3、电源变压器的主要技术参数 ⑴ 输出功率（视在功率、容量、V A 数） ⑵ 输出电压及电压调整率和要求 ⑶ 电源电压、频率及变化范围 ⑷ 效率 ⑸ 空载电流及空载损耗 ⑹ 绕组平均温升 ⑺ 输入功率因数

推挽式开关电源的变压器参数计算

推挽式开关电源的变压器参数计算用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。 1-8-1-4-1．推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。根据（1-95）式：

（1-150）式和（1-151）式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏；τ = Ton，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数；F和τ取值要预留20%左右的余量。式中的指数是统一单位用的，选用不同单位，指数的值也不一样，这里选用CGS单位制，即：长度为厘米（cm），磁感应强度为高斯（Gs），磁通单位为麦克斯韦（Mx）。 1-8-1-4-2．推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算 A）交流输出推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算推挽式开关电源如果用于DC/AC或AC/AC逆变电源，即把直流逆变成交流输出，或把交流整流成直流后再逆变成交流输出，这种逆变电源一般输出电压都不需要调整，因此电路相对比较简单，工作效率很高。用于逆变的推挽式开关电源一般输出电压都是占空比等于0.5的方波，由于方波的波形系数（有效值与半波平均值之比）等于1，因此，方波的有效值Uo与半波平均值Upa相等，并且方波的幅值Up与半波平均值Upa也相等。所以，只要知道输出电压的半波平均值就可以知道有效值，再根据半波平均值，就可以求得推挽式开关电源变压器初、次级线圈匝数比。根据前面分析，推挽式变压器开关电源的输出电压uo，主要由开关电源变压器次级线圈N3绕组输出的正激电压来决定。因此，根据（1-128）、（1-129）、（1-131）其中一式就可以出推挽式变压器开关电源的输出电压的半波平均值。由此求得逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比： n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui ——变压比，D为0.5时（1-152）（1-152）式就是计算逆变式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的公式。式中，N1为开关变压器初级线圈两个绕组其中一个的匝数，N3为变压器次级线圈的匝数，Uo输出电压的有效值，Ui为直流输入电压，Upa输出电压的半波平均值。（1-152）式还没有考虑变压器的工作效率，当把变压器的工作效率也考虑进去时，最好在（1-152）式的右边乘以一个略大于1的系数。 B）直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算直流输出电压非调整式推挽开关电源，就是在DC/AC逆变电源的交流输出电路后面再接一级整流滤波电路。这种直流输出电压非调整式推挽开关电源的控制开关K1、K2的占空比与DC/AC逆变电源一样，一般都是0.5，因此，直流输出电压非调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比可直接利用（1-152）式来计算。即： n=N3/N1 =Uo/Ui =Upa/Ui ——次/初级变压比，D为0.5时（1-152）不过，在低电压、大电流输出时，一定要考虑整流二极管的电压降。 C）直流输出电压可调整式推挽开关电源变压器初、次级线圈匝数比的计算

变压器的设计实例

摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标开关电源变换器部分原理图如图1所示。 PCbfans提示请看下图: 其主要技术参数如下：电路形式半桥式；整流形式全波整流；工作频率f=38kHz；变换器输入直流电压Ui=310V； 1

变换器输出直流电压Ub=14.7V；输出电流Io=25A；工作脉冲占空度D=0.25～O.85；转换效率η≥85％；变压器允许温升△τ=50℃；变换器散热方式风冷；工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成变压器是最符合其要求，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度确定工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T 到0.3T之间。在本设计中，根据特定工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数计算 3.1 变压器计算功率开关电源变压器工作时对磁芯所需功率容量即为变压器计算功率，其大小取决于变压器输出功率和整流电路形式。变换器输出电路为全波整流，因此 2

电源变压器计算

电源变压器计算 “乙猪”同学提出电源变压器计算问题，他的要求是做6P3PX2单端：高压输出：330V，140ma ；灯丝1：5V，3A；灯丝2：6.3v，3A，初、次级间应加有屏蔽层。计算如下：（1）计算变压器功率容量（输入视在功率）： P ＝（1.4×高压交流电压×电流＋3组(灯丝电压×电流)）/ 效率＝（1.4×330×0.140＋5×3＋6.3×3/ 0.9 ＝（64.7＋15＋18.9）/ 0.9 ＝110VA （2）计算原边电流 I1＝1.05×P / 220＝0.525A （3）按照选定的电流密度（由计划的连续时间决定），选取漆包线直径。按照2.5A/mm2计算,则D＝0.70×√I 并规整为产品规格里有的线径（可查资料）：按照线材规格表选定：原边直径D1＝0.51mm 高压绕组直径D2＝0.23mm 灯丝绕组1直径D3＝1.2mm 灯丝绕组2直径D4＝1.2mm 验算实际单位面积载流密度：原边（0.51mm，截面积0.2043 mm2，通过电流0.525A）载流密度：2.57A/mm2 高压绕组（0.23mm，截面积0.04155mm2，通过电流0.7×0.140A）载流密度：2.36A/mm2 灯丝绕组1（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2 灯丝绕组2（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2 (4) 铁心需要截面面积 S0＝1.25√P ＝1.25×√110＝13.1CM2 （5）手头现有铁心：手头现有铁芯型号舌宽＝34MM＝3.4CM 手头现有铁芯叠厚5.2CM 铁心截面面积17.68CM2 （6）手头现有铁心有效截面积： S1＝舌宽×叠厚/ 1.1 ＝16.07 CM2 可用。（7）计算每伏匝数计算式：每伏匝数n＝（45000）/（B×S1）其中B＝10000－12000（中等质量硅钢片）或15000（Z11等高质量硅硅片）或8000（电动机用硅钢片）。 S1：铁心有效截面积，等于（舌宽×叠厚）/1.1 手头现有铁芯是中等质量铁心，取B＝11000 则： n＝450000 / B×S1 ＝450000 /（11000×16.07）＝2.545 ( T / V ) （8）计算每组匝数原边圈数：N1＝220n＝220×2.545×0.95＝532（T）副边高压：N3＝330×1.05×n＝880（T）－－这是一半，还要再×2＝1760T。灯丝1（5V）：N4＝5×1.05×n＝13（T），

开关电源变压器的计算

1:线径的计算：一般铜线截面积每平方mm取值5安培电流。（高频取4.95，低频取3.5.）公式1：。公式2：。r=半径。例题：假设铜线半径是1mm. 3.141×1=3.141×5A=15.705A电流。15.7A. =2.0mm铜线直径。 2: 峰值功率计算。 Pout = (Vout+Vf) Iout 1.2 3：初级峰值电流计算： IPmax = IPmin = KIP1 K为脉动电流，取值：0.4. 4：输入电流公式： ÷PF=Pin÷Vin=Iin。 3：肖特基的取值计算。肖特基一般取输出电流的2-3倍。匝比一般是10比1 输出峰值电压的计算：〈（Vin(max)×）+80V〉÷n + Vout=峰值电压。〈〔最大输入电压×〕＋80V〉÷匝比＋输出电压。例题：以输出5V为例：〈〔最大输入电压264V×1.414〕＋80V〉÷匝比10＋输出电压5V。峰值电压等于==50.32V. /*****************************************************************/ 开关变压器计算步骤： P-初级，S-次级，D-占空比，n匝比，L-电感量，f频率，η-效率, K-脉动电流。T-时间，ON-开,NP-初级匝数，IP 峰值电流。 AE-磁芯截面积，查磁芯表。Bm-磁通密度。单位-高斯。 /******************************************************************* 要求：输入电压《85-265V》。

最大占空比0.45左右。根据IC资料选择。 η-效率。0.75 Vout-输出电压。5V Iout-输出电流。2A f –开关频率。100K IC方案，选择7535. 10W /******************************************************************** 1：估算初级输入电流：I in ÷PF=Pin÷Vin=Iin。 /0.6=22.22/85=0.2614 A 根据输入电流计算输入线径： = 0.13mm1.2=0.156 输出线径; = 1.01579mm /*******************************************************************/ 1: Ton计算导通时间。 T:时间。T= = = 10us Ton = 100.45 =4.5us. 导通时间。 Toff = 10 0.55 = 5.5us. 截至时间。 /********************************************/ 2：算出初次级匝比. N = N = = = 14.131661 /********************************************/ 3：IP 峰值功率。 Pout = (Vout+Vf) Iout 1.2 = (5+1) 2 1.2 = 14.4W /********************************************/

反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算

反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算反激式开关电源与正激式开关电源不同，对于如图1-19的反激式开关电源，其在控制开关接通其间是不向负载提供能量的，因此，反激式开关电源在控制开关接通期间只存储能量，而仅在控制开关关断期间才把存储能量转化成反电动势向负载提供输出。在控制开关接通期间反激式开关电源是通过流过变压器初级线圈的励磁电流产生的磁通来存储磁能量的。根据（1-98）式和（1-102）式，当控制开关接通时，流过变压器初级线圈的最大励磁电流为：（1-123）式就是计算反激式开关电源变压器初级线圈电感的公式。式中，L1为变压器初级线圈的电感，P为变压器的输入功率，Ton为控制开关的接通时间；I1m为流过变压器初级线圈的最大励磁电流，I1m= 2I1，I1为流过变压器初级线圈的励磁电流（平均值，可用有效值代之）。由此可知，在计算反激式开关电源变压器的参数时，不但要根据（1-120）式计算变压器初级线圈的最少匝数，还要计算变压器初级线圈的电感量。当变压器初级线圈的最少匝数确定以后，变压器初级线圈的电感量就只能再由选择变压器铁心气隙的大小来决定，或由选择变压器铁心的导磁率来决定。 1-7-3-2-3．变压器初、次级线圈匝数比的计算图1-19，反激式开关电源在控制开关接通期间是不输出功率的，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化成反电动势向负载提供输出。反激式开关电源变压器次级线圈输出端一般都接有一个整流二极管，和一个储能滤波电容。由于储能滤波电容的容量很大，其两端电压基本不变，变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅，因此，被限幅后的剩余电压幅值正好等

单级PFC高频变压器设计及参数计算详解

单级PFC高频变压器设计及参数计算详解由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商业照明必需大于0.9。对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。即节省空间又节约成本。接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。以一个60W的实例来进行讲解：输入条件：电压范围：176~265Vac 50/60Hz PF>0.95 THD<25% 效率ef〉0.87 输出条件：输出电压：48V 输出电流：1.28A 第一步：选择ic 和磁芯： Ic用士兰的SA7527，输出带准谐振，效率做到0.87应该没有问题。按功率来选择磁芯，根据以下公式： Po=100*Fs*Ve Po：输出功率；100：常数；Fs：开关频率；Ve：磁芯体积。在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作频率选择：50000Hz；则： Ve=Po/（100*50000） =61.4/（100*50000）=12280 mmm PQ3230的Ve值为：11970.00mmm，这里由于是调频方式工作。完全可以满足需求。可以代入公式去看看实际需要的工作频率为：51295Hz。第二步：计算初级电感量。最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249V。最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V。最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。最大占空比的选择: 宽电压一般选择小于0.5，窄电压一般选择在0.3左右。考虑到MOS管的耐压，一般不要选择大于0.5 ，220V供电时选择0.3比较合适。在这里选择：Dmax=0.327。最大输入电流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A 最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A MOS管最大峰值电流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A 初级电感量：Lp= Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3 =0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000 =482.55 uH 取500uH。第三步：计算初级匝数NP：查磁芯资料，PQ3230的AL值为：5140nH/N^2,在设计反激变压器时，要留一定的气息。选择0.6倍的AL值比较合适。在这里AL我们取：

电力变压器设计与计算_1_刘传彝

电力变压器设计与计算（1）刘传彝，侯世勇，许长华（山东达驰电气有限公司，山东成武274200）学习之友 1电力变压器设计与计算基础知识 1.1 变压器的分类变压器是一种静止的电磁感应设备，在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递。根据不同用途，变压器可以分为许多类型。 1.1.1电力变压器电力变压器在电力系统中属于量大面广的产品。二次侧电压高于一次侧电压的变压器称为升压变压器；反之，称为降压变压器。直接接发电机组的升压变压器，又称为发电机用变压器。二次侧直接接用户的变压器，称为配电变压器。把两个或三个网络连接起来，使其间可以有潮流往来、能量交换的变压器，称为联络变压器。联络变压器也可制作成自耦变压器。 1.1.2电炉变压器工业上使用的金属材料和化工原材料很多是用电炉冶炼生产出来的。而电炉所需的电源是由电炉变压器供给的。电炉变压器的特点是二次电压很低（一般由几十伏到几百伏），但电流却很大。电炉变压器种类很多，根据冶炼原材料的不同，电炉变压器可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、盐浴炉变压器以及工频感应炉和电渣炉变压器等。我国电炉变压器一次侧的电压多为10kV 或 35kV ，个别的为110kV 。1.1.3 整流变压器很多工业电气设备需要直流供电，如城市主要交通工具之一的电车、电机车、钢厂的轧机、冶炼厂及化工厂的电解槽等。把交流电变成直流电是需要经过整流器（水银整流器、硅整流器）进行整流的，供工业整流器用的电源变压器称作整流变压器。为了提高整流效率，整流变压器二次绕组要接成六相或十二相。整流变压器的共同特点是二次电压低，电流大。为了提高效率，二次侧相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或加移相绕组。另外，由于整流的作用，整流变压器绕组中的工作电流波形是不规则的非正弦波。 1.1.4牵引变压器给铁路牵引线路供电的变压器称为牵引变压器。近年来我国现代电气化高速铁路发展很快，需要的牵引变压器逐年增加，牵引变压器同普通电力变压器相比，主要区别有以下几点：（1）单相负载。（2）变动负载。（3）轨道回路。（4）会有高次谐波的负载。目前变压器生产厂根据以上特点能生产出满足需要的牵引变压器。牵引变压器将电能从110kV 或 220kV 三相电力系统传输给二条27.5kV 的单相牵引回路。110kV 多采用V/V 接牵引变压器，220kV 采用单相，低压通过中间抽头实现2×27.5kV 。1.1.5 工频试验变压器工频试验变压器也称高压试验变压器。工频试验变压器在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛，是不可缺少的试验设备。通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。工频试验变压器特点是一、二次绕组具有很大的电压比。一次电压通常为0.22kV 、0.38kV 、3kV 、 6kV 和10kV 等，二次电压为50kV ～2200kV 或更高。试验变压器运行持续时间都在1h 以下。也可由几台试验变压器串联成串接试验变压器装置。 1.1.6电抗器具有一定电感值的电器，统称为电抗器。现代的电抗器种类很多，应用也十分广泛。总的来说，电抗器按结构可以分为两类：一类为空心抗器；另一类为铁心电抗器。用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。例如，电力系统中用于限流的限流电抗器，电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电动机起动用的起动电抗器等。限流电抗器通常是串联连接在电路中。用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。例如，电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈，串联谐振试验装置中用的试验电抗器等。 TRANSFORMER 第48卷第2期2011年2月Vol.48February No.22011

逆变电源变压器计算公式详谈

逆变电源系统变压器设计相关参数一、逆变电源系统输入、输出以及相关变压器参数（1）蓄电池直流输入电压要求蓄电池的正常电压输入为：V U nDC i 24= 蓄电池的最低电压输入为：V U inDC 21min = 蓄电池的最高电压输入为：V U inDC 27max = （2）逆变电源系统变压器副边绕组输出电压要求逆变电源系统变压器副边绕组输出电压：V U oDC 380= （3）逆变电源系统变压器其他参数全桥逆变电路开关管工作频率：kHz f k 50= 变压器输出功率：VA P o 500= 效率：%90=e 二、逆变电源系统变压器设计方法输出直流电压： V U N N U oAC p s inDC 3112=?≥，p N 为DC/DC 全桥升压变压器原边绕组匝数，s N 为DC/DC 全桥升压变压器副边绕组匝数， AC o U 为正弦输出电压有效值220V 。设定V N N U p s DC in 380=，考虑全桥电路每个桥臂上的开关管导通压降为1V ，输出的肖特基整流管的导通压降为0.5V ，则有公式T T N N U U on p s inDC oDC 2]5.0)2[(-? -=。当 inDC U 最小，on T 最大时，变压器副边绕组的输出电压oDC U 必须保持恒定。设定本逆变电源系统功率的传递效率为9.0=e ，所以9.02=T T on ，从而计算出22≈p s N N 。根据公式K f B e C P A A k o b e ?????=max 8 410，kHz f k 50=，9.0=e ，3.0=K ， Amp cm C /1007.523-?=，因为全桥电路的功率管开关频率kHz f k 50=，所以