变压器典型例题.doc

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变压器典型例题

【例1】有一降压变压器,它的输入电压最大值为220V,另有一负载,当它接在22V直流电源上时,消耗功率为P,若使它接在上述变压

线圈的匝数比为【】

A.14∶1 B.1∶14 C.10∶1 D.1∶10

【分析】设负载电阻为R,直流电压U0=22V,变压器次级电压的有效值为U2,则由题意知

两式相比,得

而变压器初级电压的有效值为

因此,该变压器原副线圈的匝数比为

【答】C.

【例2】如图所示,一台有两个副线圈的变压器.原线圈匝数n1=1100匝,接入电压U1=220V的电路中.

(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V,U3=110V,它们的匝数分别为多少?

(2)若在两副线圈上分别接上“6V、20W”、“110V、60W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?

【分析】第(1)问,根据电压与匝数的正比关系即得;第(2)问,应根据原、副线圈功率相等的关系计算.

【解】(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由

(2)设原线圈输入电流为I1,由P入=P出,即

【说明】第(1)问,也可根据原、副线圈每伏电压分配到的匝数

n2=5×6匝=30匝,

n3=5×110匝=550匝.

【例3】一台降压变压器原副线圈匝数比为4∶1,供一照明电路用电.原线圈所加交变电压u1=1410sin100πtV,照明电路连接导线的总电阻R=1.0Ω,问能使多少盏“220V,40W”的电灯正常发光.

【分析】供电示意图如图所示.要使用电器正常工作,必须使用电器两端电压达到其额定值220V.

【解】由电源电压u1=1410sin100πtV,得加在原线圈上电压的有效值

根据变压器公式

所以副线圈两端的电压

此时由副线圈作为“电源”,对电灯供电.设共需并联n盏电灯,每灯正常发光时的电流为

根据欧姆定律,由

U2=nI0R+U0,

【例4】一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,电源电压

险丝,副线圈中接入一个可变电阻R(如图).为了使保险丝不被熔断,调节电阻R时最低应不能小于

【分析】当原线圈电流强度达到I1=I0时,副线圈中电流强度为

这也就是副线圈中的最大电流.

副线圈的输出电压有效值为

因此,副线圈电路中负载电阻的最小值为

【答】C.

【说明】常有人以为,保险丝的熔断电流I0就是原线圈中的最大电流,即

I1m=I0=1A,因而副线圈中最大电流为

副线圈的最大输出电压

于是得负载电阻最小值

这是错的!因为交流的有效值是根据热效应定义的,所以根据热效应而规定的保险丝的熔断电流也必须用有效值来衡量,即I0是熔断时电流的有效值而不是峰值.

【例5】某车间用变压器对40盏“36V、40W”电灯供电.设变压器的原线圈为1320匝,接在220V照明线路上,问:

(1)副线圈应为几匝,能使各个灯正常发光?此时原、副线圈的电流为多少?

(2)如只用20盏灯,能否正常发光?原线圈电流变为多少?

【分析】通常,近距离输电可不计输电线电阻,因此,变压器副线圈电压应等于电灯电压,由此用变压器公式,即得副线圈匝数.由电灯总功率等于原、副线圈功率可得电流.减少灯数时,供电电压不变,功率和电流都发生了变化.

得副线圈匝数

副线圈输出的总功率等于40盏电灯功率之和,即

P2=40×40W=1600W.

所以,副线圈的电流和原线圈的电流分别为

当只用20盏电灯时,副线圈输出功率减少,原线圈输入功率也相应减少.它们均为

P′1=P′2=20×40W=800W.

所以,原副线圈的电流变为

【说明】负载变化时,功率会跟着发生变化,这正是能的转化和守恒的反映.在理想变压器中,副线圈的电压仅由匝数比和原线圈电压决定,并不随负载变化而变化.

【例6】如图是一个带有两个副线圈的理想变压器,今将原线圈接至稳压交流电源上,副线圈L1的匝数为n1,副线圈L2的匝数为n2.当L2两端断开,电阻R 接到L1两端时,电流表的示数为I1;当L1两端断开,R接到L2两端时,电流表示数为I2,当L1、L2都接上R时,电流表的示数为I3,求I1∶I2∶I3=?

【分析】根据副线圈上接入负载电阻的情况,由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即可找出关系.

【解】把电阻R分别接在L1和L2两端时,有

当在L1、L2两端都接入电阻R时,有

因为两个副线圈上的电压分别为

把④式代入上面三个算式中,得

【例7】在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上.当通以交变电流时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂.已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1.在不接负载的情况下【】

A.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为110V

B.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为55V

C.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为220V

D.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为110V

【分析】因为理想变压器原、副线圈电压之比(U1/U2)等于线圈中产生的感应电动势之比(E1/E2),所以

当从线圈1输入电压U1=220V时,由

当从线圈2输入电压U2=110V时,同理由

【答】B、D.

【说明】变压器的原、副线圈一般都应绕在铁芯中间的臂上.

5.4变压器习题及详解答案

课时练 5.4变压器 说明:5、8为多项选择题,其他的均为单项选择题。 1.一台理想变压器,原、副线圈匝数分别为n1和n2,正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1,输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2,已知n1<n2,则()A.U1<U2,P1=P2B.P1=P2,I1<I2 C.I1<I2,U1>U2D.P1>P2,I1>I2 2.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数为12 mA,那么电流表A2的读数为() A.0 B.3 mA C.48 mA D.与R大小有关 3.将输入电压为220 V,输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为() A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝 4.如图甲、乙所示电路中,当A、B接10 V交变电压时,C、D 间电压为4 V,M、N接10 V直流电压时,P、Q间电压也为4 V。 现把C、D接4 V交流,P、Q接4 V直流,下面哪个选项可表示 A、B间和M、N间的电压() A.10 V10 V B.10 V 4 V C.4 V10 V D.10 V0 5.如图(a)所示,左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 Ω,○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110 V,下列表述正确的是() A.电流表的示数为2 A B.原、副线圈匝数比为1∶2 C.电压表的示数为电压的有效值 D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6.如图所示,为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变阻器触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则以下说法错误的是()A.保持U1及P的位置不变,S由a合到b时,I1将增大 B.保持P的位置及U1不变,S由b合到a时,R消耗的功率将减小 C.保持U1不变,S合在a处,使P上滑,I1将增大 D.保持P的位置不变,S合在a处,若U1增大,I1将增大 7.如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200 的 两个线圈,上线圈两端与u=51sin314t V 的交流电源相连,将下线 圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是() A.2.0 V B.9.0 V C.12.7 V D.144.0 V 8.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈 L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流 经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电 路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有() A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变 C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起 D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起 9.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100匝。接入电压U1=220 V的电路中。 (1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V、U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“ 6 V,20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?

反激变压器计算实例

反激变压器计算实例 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

技术要求:输入电压Vin:90-253Vac 输出电压Vo: 输出电流Io:6A 输出功率Po:166W 效率η: 输入功率Pin:195W 一、输入滤波电容计算过程: 上图为整流后滤波电容上电压波形,在最低输入电压下,如果我们想在滤波电容上得到的电压Vdc为115V,则从上图可以得到: Vpk=90*=127V Vmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V 将电源模块等效为一个电阻负载的话,相当于在T3时间内电容对恒定功率负载进行放电,电容电压降低(Vpk-Vmin)V。 Idc*T3=C*△V 其中: △V=Vpk-Vmin=127-103=24V

关键部分在T3的计算,T3=t1+t2,t1为半个波头,时间比较好算,对于50Hz 的交流来说,t1=5mS,然后就是计算t2,其实t2也很好计算,我们知道交流输入电压的公式为 Vx=Vpksinθx,根据已知条件,Vx=103V,Vpk=127V,可以得到θx=54度,所以t2=54*10ms/180=3mS, T3=t1+t2=8mS。 C=*8/24==570uF 二、变压器的设计过程 变压器的设计分别按照DCM、CCM、QR两种方式进行计算,其实QR也是DCM的一种,不同的地方在于QR的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。 对于变压器磁芯的选择,比较常用的方法就是AP法,但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合,一般可以直接选择磁芯,象这个功率等级的反激,选择PQ3535的磁芯即可。磁芯的参数如下:AE=190mm2,AL=4300nH,Bmax≥ 1)DCM变压器设计过程: 开关频率选择80K,最大占空比选择,全范围DCM,则在最低输入电压Vdc下,占空比最大,电路工作在BCM状态,根据伏秒平衡,可以得到以下公式, Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax), 从而计算反射电压为Vor=95V 匝比 n=Vor/(Vo+Vf)= Vf为整流二极管压降 计算初级匝数 计算副边匝数 Ns=Np/n=,选择7匝,

经验谈写给新手的反激变压器KRP详解

反激变压器的优点自是不必多说,很多新手都通过反激电源的制作来熟悉电源设计,目前网络上关于反激变压器的学习资料五花八门且比较零散,本文就将对反激变压器的设计进行从头到尾的梳理,将零散的知识进行整合,并配上相应的分析,帮助大家尽快掌握。 今天将进行一个较为完整的分析,KRP作为反激变压器中的灵魂参数,该如何对其进行取舍,值得我们深入探讨。 首先先对文章当中的将要提到的一些名词进行解释。 工作模式:即电感电流工作状态,一般分DCM、CCM、BCM三种(定性分析)。 KRP:描述电感电流工作状态的一个量(定量计算); KRP定义:

KRP的意义:只要原边电感电流处于连续状态,都称之为CCM模式。而深度CCM模式(较小纹波电流)与浅度CCM模式(较大纹波电流)相比较,电感量相差好几倍,而浅度CCM模式与BCM、DCM模式的各种性能、特点可能更为相似。显然需要一个合适的参数来描述所有电感电流的工作状态。通过设置KRP值,可以把变压器的电感电流状态与磁性材料、环路特性等紧密联系起来。我们也可以更加合理的评估产品设计方案,例如:KRP较大时(特别是DCM模式),磁芯损耗一般较大(NP较小),气隙较小(无气隙要求,仅满足LP值),LP较小,漏感会较大,纹波电流较大(电流有效值较高); KRP较小时(特别是深度CCM模式),磁芯损耗一般较小(NP较大),气隙较大(有气隙要求,平衡直流磁通),LP较大,漏感会较小,纹波电流较小(电流有效值较低); 注:KRP较小时,气隙也是可以做到较小,但这需要更大的磁芯和技巧; KRP较大时,磁芯损耗也是可以做的较小,但这同样需要更大的磁芯和技巧; 这里说一点题外话,大部分人通常认为,相同磁芯、开关频率,DMAX,DCM模式比CCM模式下的输出功率更大;其实这是不完全对的(至少不符合实际,因为需要限制DMAX,导致空载容易异常),原因在于DCM模式下磁芯损耗会超出你的想象(电应力也会如此);DCM模式下,如果想大幅度降低

变压器知识习题及答案

变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、()绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和()的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变,则二次侧的额定电压为原来的√3倍,其容量不变。 4、变压器空载运行时,由于()很小,铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同,所以变压压器的空载损耗似等于()损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是(),温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为()时,其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是()。 9、一台油浸自冷式变压器,当周围围空气温度为 32℃时,其上层油温为I 60°'C ,则上层油的温升为()。 10.变压器空载电流的无功分量很大,而()分量很小,因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量()损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是:()和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的()之比。 14、变压器过负荷时的声音是()。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后,其颜色变为()。 16、电力变压器的交流耐压试验,是考核变压器的()绝缘。 17、测定电力变压器的变压比,一般采用的试验仪器是()。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器,它的二次电压基本上等于二次()。 19、电压互感器按其工作原理可分为()原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为()安培,电压互感器二次侧的电压一般为()伏,这样,可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过()。 A、 2:1 B:3:1 C:4:1 D:5:1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是()。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器,安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为()。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地,对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于()。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8,则其额定有功负载应是()。 B. 1·25S D. 0. 64S

电力系统分析课后作业题及练习题

第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的 1-3 我国电网的电压等级有哪些 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。 1-5 请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题: ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作,2T 在主抽头处工作,3T 在%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。试求: 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图

⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头, 2T 工作于主抽头,3T 工作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路,导线型号为LGJ —150,水平排列,其线间距离为4m ,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220,额定容量为63000kVA ,额定电压为242/,短路损耗404=k P kW ,短路电压45.14%=k U ,空载损耗93=o P kW ,空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示: 各元件参数如下: 变压器:1T :S =400MVA ,12%=k U , 242/ kV 2T :S =400MVA ,12%=k U , 220/121 kV 线路:2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图

人教版高中物理选修2-1变压器·典型例题解析

高中物理学习材料 (灿若寒星**整理制作) 变压器·典型例题解析 【例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端.摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变[ ] A.I R不变、I C增大、I L减小 B.I R增大、I C增大、I L减小 C.I R增大、I C增大、I L不变 D.I R不变、I C增大、I L不变 解答:应选C. 点拨:手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率成正比.纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R=U/R,所以I R与频率成正比;纯电容电路中,容抗X C=1/2πfC,I C=U/X C=2πfCU,与频率的二次方成正比;纯电感电路中,X L=2πfL,I L=U/X L=U/2πfL,与频率无关. 【例2】图18-17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上.已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A. 解答:由公式U1/U2=n1/n2,得U1=U2n1/n2=216(V); 因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1=P1/U1=P2/U2=0.46(A)

即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A. 点拨:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系. 【例3】如图18-18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用?应怎样选择电容器? 点拨:关键是注意容抗与交流电的频率成反比.甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器. 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流. 【例4】如图18-19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比. 点拨:关键是初、次级功率始终相等. 参考答案:1∶3. 跟踪反馈 1.如图18-20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗[ ] A.在电容器两极间插入电介质 B.将电容器两板间的距离增大 C.错开电容器两极的正对面积 D.在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2.关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是[ ] A.扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过 C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过 D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大 3.变压器原线圈1400匝,副线圈700匝,并接有电阻R,当变压器工作时原副线圈中 [ ] A.电流频率之比为2∶1

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

反激变压器设计实例(二)

反激变压器设计实例(二) 目录 反激变压器设计实例(二) (1) 导论 (1) 一.自跟踪电压抑制 (2) 2. 反激变换器“缓冲”电路 (4) 3. 选择反击变换器功率元件 (5) 3.1 输入整流器和电容器 (5) 3.2 原边开关晶体管 (5) 3.3 副边整流二极管 (5) 3.4 输出电容 (6) 4. 电路搭接和输出结果 (6) 总结 (7) 导论 前面第一节已经将反激变换器的变压器具体参数计算出来,这里整个反激电路最核心的部件已经确定,我们可以利用saber建立电路拓扑,由saber得出最初的输出参数结果。首先进行开环控制,输出电容随便输出一个值(由于C1作为输出储能单元,其容值估算应考虑到输出的伏秒,也有人用1~2uF/W进行大概估算),这里选取1000uF作为输出电容。初始设计中的输出要求12V/3A,故负载选择4欧姆电阻,对于5V/10A的输出,通过调节负载和占空比可以达到。由实际测量可得,1mm线径的平均电感和电阻值分别为6uH/匝和2.6mΩ/匝,寄生电感通常为5%,由于副边匝数较少,可不考虑寄生电感,所以原边寄生电感为27uH,电阻为11.57mΩ,最终结果如图1所示。

图1.反激电路主拓扑 图2.开关管电压、输出电压、输出电流 首先由输出情况可以看出,变压器的设计还是满足要求的。查看图2中开关管电压曲线可以看出,其开关应力过高,不做处理会导致开关管导通瞬间由于高压而击穿。 在反激变换器中,有两个主要原因会引起高开关应力。这两个原因都与晶体管自带感性负载关断特性有关。最明显的影响是由于变压器漏感的存在,集电极电压在关断边沿会产生过电压。其次,不是很明显的影响是如果没有采用负载线整形技术,开关关断期间会出现很高的二次测击穿应力。 一.自跟踪电压抑制 当警惕管所在电路中带感性或变压器负载,在晶体管关断时,由于有能量存储在电感或变压器漏感的磁场中,在其集电极将会产生高压。 在反激变换器中,储存在变压器中的大部分能量在反激期间将会传递到副边。可是由于漏感的存在,在反激期间开始时,除非采用一定形式的电压抑制,集电极电压会有增加的趋势。在图3中,变压器漏感、输出电容电感和副边电路的回路电感集中为L TL,并折算到变压器原边与原边主电感L p相串联。 考虑在关断后紧接着导通这个动作,在此期间T1原边绕组中已建立电流。当晶体管Q关断

变压器精选练习题16道

1、如图,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数() A.V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B.V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C.V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D.V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为,则() A.电压表的示数为 B.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A2的示数变小 C.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A1的示数变大 D.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小 3、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按图所示规 律变化,副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A.输出电压的最大值为36V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.变压器输入、输出功率之比为55∶9 D.交流电源有效值为220V,频率为50Hz 4、如图所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。导线的等效电阻为R。现将原来断开的开关S闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中正确的是() A.副线圈两端的电压不变 B.通过灯泡L1的电流增大 C.原线圈中的电流减小 D.变压器的输入功率减小 5、生活中处处用电,而我们需要的电都是通过变压器进行转换的,为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率,如图,理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L,滑动变阻器的电阻值范围时0-100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响,原、副线圈的匝数比为2:1,交流电源的电压为U0=440V,适当调节滑动变阻器的触片位置,当灯泡在额定电压下正常工作时,测得电流表A的示数为1.2A,则() A.灯泡的额定功率为40W B.灯泡的额定电流为2.4A C.滑动变阻器上部分接入的电阻值为50Ω D.滑动变阻器消耗的电功率为240W 6、如图7,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电,输出端接有一个交流电压表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电压表读数为U,电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是() A、电动机两端电压为 B、电动机消耗的功率为U2/R C、电动机的输出功率为nUI-(nI)2R D、变压器的输入功率为UI/n 7、理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈上加u=400sin100πt (v)的交变电压,则在副线圈两端 () A、用交变电压表测得电压为100 v B、用交变电压表测得电压为100 v C、交变电流的周期为0.02s D、频率为100π hz 8、如图8所示,T为理想变压器,副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略, 其余输电线电阻可不计,则当电键S闭合时 ( ) A.交流电压表V1和V2的示数一定都变小 B.交流电压表只有V2的示数变小 C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大 D.只有A1的示数变大

【高中物理】变压器·典型例题解析

变压器·典型例题解析 【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发 电机的输出端.摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A.I R不变、I C增大、I L减小 B.I R增大、I C增大、I L减小 C.I R增大、I C增大、I L不变 D.I R不变、I C增大、I L不变 解答:应选C. 点拨:手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率 成正比.纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R=U/R,所以I R与频率成正比;纯电容电路中,容抗X C=1/2πfC,I C=U/X C=2πfCU,与频率的二次方成正比;纯电感电路中,X L=2πfL,I L=U/X L=U/2πfL,与频率无关. 【例2】图18-17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上.已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A. 解答:由公式U1/U2=n1/n2,得U1=U2n1/n2=216(V); 因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1=P1/U1=P2/U2=0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A. 点拨:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系. 【例3】如图18-18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用?应怎样选择电容器?

点拨:关键是注意容抗与交流电的频率成反比.甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器. 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流. 【例4】如图18-19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比. 点拨:关键是初、次级功率始终相等. 参考答案:1∶3. 跟踪反馈 1.如图18-20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A.在电容器两极间插入电介质 B.将电容器两板间的距离增大 C.错开电容器两极的正对面积 D.在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2.关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是 [ ]

变压器详细计算开关电源3

二.反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理 1).反激式变换器的电路结构如图一. 2).当开关管Q1导通时,其等效电路如图二(a)及在导通时初级电流连续时的波形,磁化曲线如图二(b). 图一 图二(a)

当Q1 存在其中.由于变压器初级与次级侧之线圈极性是相反的,因此二极管D1不会导通,输出功率则由Co来提供.此时变压器相当于一个串联电感Lp,初级线圈电流Ip可以表示为: ip(t)=ip(0)+1/Lp*∫0DT Vdc*dt Vdc=Lp*dip/dt 此时变压器磁芯之磁通密度会从剩磁Br增加到工作峰值Bw. 3.当Q1截止时, 其等效电路如图三(a)及在截止时次级电流波形,磁化曲线如图三(b).

图三(a) 当Q1截止时,变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为?B 并没有相对的改变.当?B 向负的方向改变时(即从Bw 降低到Br),在变压器所有线圈之电压极性将会反转,并使D1导通,也就是说储存在变压器中的能量会经D1,传递到Co 和负载上. 此时次级线圈两端电压为:Vs(t)=Vo+Vf (Vf 为二极管D1的压降). 次级线圈电流:is(t)=is(DT)-1/Ls*∫DT T V S (t)*dt Lp=(Np/Ns)2*Ls (Ls 为次级线圈电感量) 由于变压器能量没有完全转移,在下一次导通时,还有能量储存在变压器中,次级电流并没有降低到0值,因此称为连续电流模式或不完全能量传递模式(CCM).

三.CCM模式下反激变压器设计的步骤 1.确定电源规格. 1).输入电压范围Vin=85—265Vac; 2).输出电压/负载电流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 3).变压器的效率?=0.90 2.工作频率和最大占空比确定. 取:工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3.计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85*√2-20=100Vdc(取低频纹波为20V). 根据伏特-秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+V f)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+V f)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4.变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输出电流的过流点为120%;+5v和+12v整流二极管的正向压降均为1.0V. +5V输出功率Pout1=(V01+V f)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V输出功率Pout2=(V02+V f)*I02=13*1=13W 变压器次级输出总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 如图四, 设Ip2=k*Ip1, 取k=0.4 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/?1

反激变压器设计实例(二)

反激变压器设计实例(二)

反激变压器设计实例(二) 目录 反激变压器设计实例(二) (2) 导论 (2) 一.自跟踪电压抑制 (4) 2. 反激变换器“缓冲”电路 (8) 3. 选择反击变换器功率元件 (10) 3.1 输入整流器和电容器 (11) 3.2 原边开关晶体管 (11) 3.3 副边整流二极管 (12) 3.4 输出电容 (13) 4. 电路搭接和输出结果 (14) 总结 (15) 导论 前面第一节已经将反激变换器的变压器具体参数计算出来,这里整个反激电路最核心的部件

已经确定,我们可以利用saber建立电路拓扑,由saber得出最初的输出参数结果。首先进行开环控制,输出电容随便输出一个值(由于C1作为输出储能单元,其容值估算应考虑到输出的伏秒,也有人用1~2uF/W进行大概估算),这里选取1000uF作为输出电容。初始设计中的输出要求12V/3A,故负载选择4欧姆电阻,对于5V/10A 的输出,通过调节负载和占空比可以达到。由实际测量可得,1mm线径的平均电感和电阻值分别为6uH/匝和2.6mΩ/匝,寄生电感通常为5%,由于副边匝数较少,可不考虑寄生电感,所以原边寄生电感为27uH,电阻为11.57mΩ,最终结果如图1所示。 图1.反激电路主拓扑

图2.开关管电压、输出电压、输出电流 首先由输出情况可以看出,变压器的设计还是满足要求的。查看图2中开关管电压曲线可以看出,其开关应力过高,不做处理会导致开关管导通瞬间由于高压而击穿。 在反激变换器中,有两个主要原因会引起高开关应力。这两个原因都与晶体管自带感性负载关断特性有关。最明显的影响是由于变压器漏感的存在,集电极电压在关断边沿会产生过电压。其次,不是很明显的影响是如果没有采用负载线整形技术,开关关断期间会出现很高的二次测击穿应力。 一.自跟踪电压抑制 当警惕管所在电路中带感性或变压器负载,

电力系统分析——习题

1: 110kv 架空线路长70km ,导线采用LGJ-120型钢芯铝线,计算半径r=7.6mm ,相间距 离为3.3m ,导线分别按等边三角形和水平排列,是计算输电线路的等值电路参数,并比较分析排列方式对参数的影响。 2: 110kv 架空线路长90km ,双回路共杆塔,导线及地线在杆塔上的排列如题图2-2所示, 导线采用LGJ-120型钢芯铝线,计算半径r=7.6mm ,试计算输电线路的等值电路参数。 3: 500kv 输电线路长600km ,采用三分裂导线3×LGJQ-400,分裂间距为400mm ,三相水 平排列,相间距离为11m ,LGJQ-400导线的计算半径r=13.6mm 。试计算输电线路Ⅱ型等值电路的参数: (1)不计线路参数的分布特性; (2)近似计及分布特性; (3)精确计及分布特性。 (4)并对三中条件计算所得结果进行比较分析。 4: 一台1SFL -3500/35型双绕组三相变压器,额定变比为35/11,查得△0P =30kw ,0I =%, △S P =,S V =8%,求变压器参数归算到高、低压侧的有名值。

5: 型号为SFS-40000/220的三相三绕组变压器,容量比为100/100/100,额定变比为 220/11,查得△0P =,0I =%,△(12)S P -=217kW ,△(13)S P -=,△(23)S P -=,(12)S V -=17%, (13)S V -=%,(23)S V -=6%。试求归算到高压侧的变压器参数有名值。 6: 一台SFSL-31500/110行三绕组变压器,额定变比为110/11,容量比为110/100/,空 载损耗80kvar ,短路损耗△(12)S P -=450kW ,△(13)S P -=240kW ,△(23)S P -=270kW ,短路电压(12)S V -=%,(13)S V -=%,(23)S V -=21%。试计算变压器归算到各电压级参数。 7: 三台单相三绕组变压器组成三相变压器组,每台单项变压器的数据如下:额定容量为 30000kVA ;容量比为100/100/50:绕组额定电压为127/;△0P =,0I =%,△(12)S P -=111kW , △(13)S P -=,△(23)S P -=,(12)S V -=%,(13)S V -=%,(23)S V -=%。试求三相结成0Y /0Y /△时变压器组的等值电路及归算到低压侧的参数有名值。 8: 一台三相双绕组变压器,已知:N S =31500kVA ,TN k =220/11,△0P =59kW ,0I =%, △S P =208kw ,S V =14% 。 (1)计算归算到高压侧的参数有名值; (2)作出∏型等值电路并计算其参数; (3)当高压侧运行电压为210kV ,变压器通过额定电流,功率因数为时,忽略激磁电流, 计算∏型等值电路各支路的电流及低压侧的实际电压,并说明不含磁耦合关系的∏型等值电路是怎样起到变压器作用的。 9: 系统接线示于题图2-9,已知各元件参数如下

反激变压器设计步骤及变压器匝数计算

1. 确定电源规格. 输入电压范围Vin=85 —265Vac; 输出电压/ 负载电 流:Vout1=5V/10A,Vout2=12V/1A; 变压器的效率?=0.90 2. 工作频率和最大占空比确定. 取: 工作频率fosc=100KHz, 最大占空比Dmax=0.45. T=1/fosc=10us.Ton(max)=0.45*10=4.5us Toff=10-4.5=5.5us. 3. 计算变压器初与次级匝数比n(Np/Ns=n). 最低输入电压Vin(min)=85* “2-20=100Vdc( 取低频纹波为20V). 根据伏特- 秒平衡,有: Vin(min)* Dmax= (Vout+Vf)*(1-Dmax)*n. n= [Vin(min)* Dmax]/ [(Vout+Vf)*(1-Dmax)] n=[100*0.45]/[(5+1.0)*0.55]=13.64 4. 变压器初级峰值电流的计算. 设+5V输岀电流的过流点为120%;+5v 和+12v整流二极管的正向压降均为 1.0V. +5V 输出功率Pout1=(V01+Vf)*I01*120%=6*10*1.2=72W +12V 输岀功率 Pout2=(V02+Vf)*I02=13*1=13W 变压器次级输岀总功率Pout=Pout1+Pout2=85W 1/2*(Ip1+Ip2)*Vin(min)*Ton(max)/T= Pout/ Ip1=2*Pout/[?(1+k)*Vin(min)*Dmax] =2*85/[0.90*(1+0.4)*100*0.45] =3.00A Ip2=0.4*Ip1=1.20A 5. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt, 得: Lp= Vin(min)*Ton(max)/[Ip1-Ip2] =100*4.5/[3.00-1.20] =250uH 6. 变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=P t*106/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?], 其中: Pt( 变压器的标称输岀功率)= Pout=85W Ko( 窗口的铜填充系数)=0.4 Kc( 磁芯填充系数)=1( 对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500 Gs j( 电流密度): j=5A/mm2; Aw*Ae=85*106/[2*0.4*1*100*103*1500Gs*5*0.90]

高中物理:变压器练习题

高中物理:变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得

U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误; 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误;变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确;变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )

单端反激变压器设计简单计算

实例讲解电源高频变压器的设计方法开关电源高频变压器设计高频变压器是电源设计过程中的难点, 下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例, 向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。 设计目标: 电源输入交流电压在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Ipp 由于是电流不连续性电源,当功率管导通时,电流会达到峰值,此值等于功率管的峰值电流。 由电感的电流和电压关系V=L*di/dt 可知: 输入电压:Vin(min)=Lp*Ipp/Tc 取1/Tc=f/Dmax, 则上式为: Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax 其中: V in:直流输入电压,V Lp:高频变压器初级电感值,mH Ipp:变压器初级峰值电流,A Dmax:最大工作周期系数 f:电源工作频率,kHz 在电流不连续电源中,输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量,其为:Pout=1/2*Lp*Ipp2*f 将其与电感电压相除可得: Pout/Vin(min)=Lp*Ipp2*f*Dmax/(2*Lp*Ipp*f) 由此可得:Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax) 其中:Vin(min)=1.4*Vacin(min)-20V(直流涟波及二极管压降)=232V, 取最大工作周期系数Dmax=0.45。则: Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)=2*70/(232*0.45)=1.34A 当功率管导通时,集极要能承受此电流。 2、求最小工作周期系数Dmin 在反馈式电流不连续电源中, 工作周期系数的大小由输入电压决定。 Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax] 其中:k=Vin(max)/Vin(min) Vin(max)=260V*1.4-0V(直流涟波)=364V, 若允许10%误差,Vin(max)=400V。 Vin(min)=232V, 若允许7%误差,Vin(min)=216V。 由此可得: k=Vin(max)/Vin(min)=400/216=1.85 Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax]=0.45/[(1-0.45)*1.85+0.45]=0.31 因此,当电源的输入直流电压在216V~400V之间时,

讲义 - 变压器习题(很经典)

龙文教育学科教师辅导讲义 数 ( ) A .V 1不变、V 2不变、A 1变大、A 2变大 B .V 1不变、V 2不变、A 1变小、A 2变小 C .V 1变大、V 2变大、A 1变小、A 2变小 D .V 1变小、V 2变小、A 1变大、A 2变大 2、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为 , 则 ( )A .电压表的示数为 B .在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中,电流表A 2的示数变小 C .在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中,电流表A 1的示数变大 D .在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器,原副线圈的总匝数比为1:2,其原线圈与一电压有效值恒为220V 的交流电源相连,P 为滑动头.现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈缓慢匀速上滑,直至“220V60W ”的白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止.U 1表示副线圈两端的总电压,U 2表示灯泡两端的电压,用I 1表示流过副线圈的电流,I 2表示流过灯泡的电流,(这里的电流、电压均指有效值).下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是

4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示。当开关S闭合后() A.A1示数不变,A1与A2示数的比值不变 B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大 C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变 5、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按图所示规律变化,副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A.输出电压的最大值为36V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.变压器输入、输出功率之比为55∶9 D.交流电源有效值为220V,频率为50Hz 6、如图所示,有一台交流发电机,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电,输电线的总 电阻为的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和;的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定, 当用户消耗的电() A.减小,变大 B.不变,变小 C.变小,变小 D.变大,变大 7、在如图的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有() A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电压增大

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