高频变压器设计方法
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+ )
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:
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 ;1
η1
η1
η
2
EI 叠片铁芯
C 型铁芯
环形铁芯
R
( b )
R
( a )
AP=(
)
Ae Aw Le Wt Ml 其中:
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= 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:
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。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;
带绕铁芯
罐形铁芯
KoKf FsBwKj
PT ×1041
1 + X
Np=
(匝)
Ip=
(A)
(A/cm 2)
(cm )
(cm 2
)
(Ω)(W )
Vo ′
= Vo+V DF
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 :
Rp=Ml ×Np ×Ω/cm Ppcu = I p 2Rp 8、计算副边绕组匝数:
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,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 :Vp ×104
KfFsBwAe
Po Vp η
I p ×(0.707)※
J
I p ×(0.707)※
J
Ns =
(cm )
Axs =
(cm 2)
(Ω)(W )
(W )
P ∑ =
(W )
(W )
×(W )
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Δ
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。
13、计算允许之铁损Pf e : Pf e = P ∑ Pcu
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 算磁芯功耗。
Pf e ′=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 ∑: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 )。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
??=
表观功率 定义:端口的电压有效值与电流有效值之乘积