变压器AP公式推算

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AP计算公式

AP计算公式

变压器功率传递能力和面积乘积的关系可按以下求得。

变压器设计师常用电磁感应的法拉第定律来描述:
E=Kf*Bm*Ac*N*F*1041-1
常数Kf 正弦波工作时取4.44,方波时取4
将1-1式转换一下得下式:
E*104
1-2Kf*Bm*F
按定义,窗口利用系数为:N*Aw 1-3
Wa
将上式改写为Ku*Wa
1-4 Aw 若上式两边都乘以Ac,那么:Ku*Wa*Ac
1-5
Aw 将1-5代入1-2式,可改写为:Ku*Wa*Ac
E*1041-6 Aw
Kf*Bm*F
求解WaAc 得:
E*Aw*104
Kf*Bm*F*Ku 1-7按定义,电流密度J 可以A/CM 2描述,因此可表达为: I Aw 1-8
移项,改写为: I 1-9 J
改写1-7式得:
E*Aw=Kf*Bm*F*Ku*Wa*Ac*104
1-10
将1-9式代入上式 Wa*Ac= J= Aw= N*AC= Ku= N= N*Ac=
EI
1-11
J
因为变压器输入功率定义为: Po 1-12
η
=E*I
所以:1-13 EI Pin Po
J J J η所以:
WaAc 总=WaAc 初+WaAc 次
Po*104
J η
Po*10
41
1-14 J*Kf*Bm*F*Ku η
又因为:
Po
1-15η所以:
Pt*10
4 J*Kf*Bm*F*Ku
Pt*104
1-16 Kf* F*Bm*J*Ku E*Aw= Pt=Po
WaAc= AP == WaAc= Pin=E*Aw = =。

开关电源高频变压器AP法计算方法

开关电源高频变压器AP法计算方法

AP表示磁心有效截面积与窗口面积的乘积。

计算公式为AP=AwAe式中,AP的单位是cm4;Aw为磁心可绕导线的窗口面积(cm2) Ae为磁心有效截面积(cm2),Ae≈Sj=CD,Sj为磁心几何尺寸的截面积,C 为舌宽,D为磁心厚度。

根据计算出的AP值,即可查表找出所需磁心型号。

下面介绍将AP法用于开关电源高频变压器设计时的公式推导及验证方法。

1 高频变压器电路的波形参数分析开关电源的电压及电流波形比较复杂,既有输入正弦波、半波或全波整流波,又有矩形波(PWM波形)、锯齿波(不连续电流模式的一次侧电流波形)、梯形波(连续电流模式的一次侧电流波形)等。

高频变压器电路中有3个波形参数:波形系数(Kf),波形因数(kf),波峰因数(kP)。

1)波形系数Kf为便于分析,在不考虑铜损的情况下给高频变压器的输入端施加交变的正弦电流,在一次、二次绕组中就会产生感应电动势e。

根据法拉第电磁感应定律,e=dΦ/dt=d( NABsinωt)/dt=NABoωcosωt其中N为绕组匝数,A为变压器磁心的截面积,B为交变电流产生的磁感应强度,角频率ω=2Πf。

正弦波的电压有效值为在开关电源中定义正弦波的波形系数Kf=√2*Π=4.44利用傅里叶级数不难求出方波的波形系数。

2)波形因数kf为便于对方波、矩形波、三角波、锯齿波、梯形波等周期性非正弦波形进行分析,需要引入波形因数的概念。

在电子测量领域定义的波形因数与开关电源波形系数的定义有所不同,它表示有效值电压压(URMS)与平均值电压之比,为便于和Kf区分,这里用小写的kf表示,有公式以正弦波为例,这表明,Kf=4kf,二者相差4倍。

开关电源6种常见波形的参数见表1。

因方波和梯形波的平均值为零,故改用电压均绝值来代替。

对于矩形波,表示脉冲宽度,丁表示周期,占空比D=t/T。

2 用AP法( 面积乘积法)选择磁心的公式推导令一次绕组的有效值电压为U1,一次绕组的匝数为NP,所选磁心的交流磁通密度为BAC,磁通量为Φ,开关周期为T,开关频率为f,一次侧电流的波形系数为Kf,磁心有效截面积为Ae(单位是cm2),有关系式考虑Kf=4kf关系式之后,可推导出同理,设二次绕组的有效值电压为US,二次绕组的匝数为NS,可得设绕组的电流密度为(单位是A/cm2),导线的截面积为S=I/J。

开关电源高频变压器AP法计算方法

开关电源高频变压器AP法计算方法

开关电源高频变压器AP法计算方法开关电源的高频变压器在设计和计算时,常采用AP法(Amplitude and Phase Method),即幅相法。

该方法可以使计算过程更简洁,且准确度较高。

以下是使用AP法计算开关电源高频变压器的方法及步骤。

1.确定设计要求:- 输入电压:Vin- 输出电压:Vout- 输出功率:Pout- 输入频率:Fin- 输出频率:Fout-漏感相对占空比:D-反馈变压器线匝比:Np/Ns2.计算输出电流:输出电流Iout = Pout / Vout3.计算输入电流:输入电流Iin = Pout / Vin4.计算变压器线圈匝数:输入线圈匝数Np = Ns * Vin / Vout5.设计漏感:选择适当的漏感系数k,一般为0.3到1之间。

漏感Lp = k * (Np)^2 / Fin6.计算变压器参考电流:变压器参考电流Ir = Iout * Vin / Vout7.计算变压器参考电压:变压器参考电压Ur = Vout * (1 - D) * (Ns / Np)8.计算变压器的磁链:变压器的磁链Br = Ur / (Fout * A)其中,A为变压器的有效截面积,可根据铁心截面积和线圈层数来计算。

9.根据设计选取合适的磁芯材料:根据计算得到的磁链值Br,选择合适的磁芯材料,常见的磁芯材料有硅钢片、氧化锌和磁性体等。

10.计算变压器的磁芯截面积:由所选磁芯材料的B-H曲线,可以得到磁芯的饱和磁感应强度Bs,通过Ur和Fout的大小关系判断是否选择合适的磁芯尺寸。

11.计算变压器的线圈电流密度:线圈电流密度Jc=Ir/Ap其中,Ap为变压器的有效截面积。

12.计算变压器的线圈匝数:输出线圈匝数Ns = Ap * Jc / (2 * Iout)13.计算输入电压的有效值:输入电压的有效值Vin_rms = Vin / sqrt(2)14.计算输入电流的有效值:输入电流的有效值Iin_rms = Iin / sqrt(2)15.计算变压器的有效值电流密度:有效值电流密度J_rms = Iin_rms / Ap16.计算输入线圈匝数:输入线圈匝数Np = Ap * J_rms / (2 * Iin_rms)17.验证设计结果:使用计算得到的变压器参数进行实际设计和模拟验证,根据设计要求进行调整。

变压器损耗计算公式word精品

变压器损耗计算公式word精品

变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1 、变压器损耗计算公式(1)有功损耗:AP^PO +KT B2PK ----------------------- (1)(2)无功损耗:AQ = Q O+KT (32QK ——(2)(3)综合功率损耗:△PZnAP + KQ AQ ---- (3)QO〜IO%SN,QK〜UK%SN式中:QO 空载无功损耗(kvar)PO——空载损耗(kW)PK—额疋负载损耗(kW)SN—变压器额定容量(kVA)10%——变压器空载电流百分比。

UK%——短路电压百分比平均负载系数KT——负载波动损耗系数QK—额疋负载漏磁功率(kvar)KQ—无功经济当量(kW/kvar)上式计算时各参数的选择条件:(1)取KT=1 .0 5;(2)对城市电网和工业企业电网的6kV〜1 OkV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=O.lkW/kvar;(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取p=2O% ;对于工业企业,实行三班制,可取[3=75%;(4)变压器运行小时数T= 8 7 6 Oh,最大负载损耗小时数:t= 55OOh;(5)变压器空载损耗PO、额定负载损耗PK、IO%、UK%, 见产品资料所示。

2、变压器损耗的特征PO――空载损耗,主要是铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗;磁滞损耗与频率成正比;与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

P C――负载损耗,主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗,一般称铜损。

其大小随负载电流而变化,与负载电流的平方成正比; (并用标准线圈温度换算值来表示)。

负载损耗还受变压器温度的影响,同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗,并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗AP = PO + P C变压器的损耗比=P C /PO变压器的效率二PZ / (PZ + AP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。

变压器的计算公式

变压器的计算公式

变压器有功损耗计算:
变压器的有功电能损耗包含变压器空载损耗电量和变压器负载损耗电量两部分。

PCU PFE P A A A +=
P A ——变压器有功电能损耗Kwh
PFE A ——变压器空载损耗即铁耗电量Kwh
PCU A ——变压器负载损耗即铜耗电量Kwh
PFE A =T P FE *
FE P ——变压器空载损耗
PCU A =T P T P K CU ***2β=
=])cos */[(**22
T S A P N T K ϕ β——变压器负荷率
T A _变压器平均用电量
N S _变压器额定容量
ϕcos —功率因数
β=)*cos */(/T S A I I N T N F ϕ=
K P —变压器额定短路损耗
变压器损失率:=δ%100*]cos **)/[()(22ϕβββN K FE K FE S P P P P +++
变压器损失率最小是变压器最经济运行的方式,一般情况下,当变压器的铜损等于铁损时, 或者说固定损耗等于可变损耗时, 变压器的损耗最小, 效率最高。

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法,这两种设计方法都是以几何参数进行设计,主要区别在于,KG 法是AP的基础上考虑了电压调整率,即加入电压调整率参数。

下面是两种方法设计流程:第一:计算视在功率:PT=Po(1+1/G)1.414式中的PT 是视在功率,Po是输出功率,G是变压器的能量传递效率,第二:计算KE:KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4式中Kf是波形因素,方波为4,正弦波为4.44,Fs是开关频率,Bw磁通密度。

第三:计算KG:KG=PT/2aKe式中a 是电压调整率磁环KG用以下公式进行计算:KG=Ae^2AwKo/MLT式中的Ae是芯的有限面积,Aw 是芯环的有限面积,MLT 是每匝线圈的长度。

第四:根据KG值选择磁环的大小。

第五:计算AP:如果是KG法设计变压器,不用这一步。

AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x式中Ko是变压器窗口使用系数。

Kj是电流密度比例系数,X 是磁芯类型常数第六:根据AP值选技磁环的大小,如果是使用KG法,不用这一步。

第七:计算原边线圈数:NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe式中的NP为原边线圈数,Vs是最小输入电压。

第八:计算原边峰值电流Ip=Po/VsG第九:计算电流密度:J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp第十:计算原边线圈的线经:Axp=Ip/J如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。

公式如下:Axp=0.707Ip/J第十一:根据Axp值选择导线规格:第十二:计算原边线圈阻值:Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6第十三:计算铜损:Pcup=IpRp第十四:计算副边线圈数:Ns=(VoNp/Vs)(1+a/100);第十五:计算副边线圈线经:Axs=Io/J式中的Io的是输出电流:如果是全波整流,需要按0.707折算。

Axs=Io x 0.707 / J第十六:根据Axs值选择副边线圈的导线规格。

反激变换器AP法公式推导(提供excel自动运算)

反激变换器AP法公式推导(提供excel自动运算)
������������ (1−������1 )
(功率等于电压和平均电流之积) (DCM 工作必要条件) (由 1 得) (由 1 得) (感应电压等于磁通链变化率) (电流三角波有效值为峰值的
������1 3
3、������������ 1 =2������������������������ /������������������ ������1 4、������������ 2 =n������������ 1 5、������1 =������������������ ������1 /������������ ������������ ������������������������ 6、������1 =
( ������1 +
������������������ ������1 ������ ������������� 3������ ������������ ������ ������ ������������������������
( ������1 + ������2 )≤
(初级匝数仅受最大输出功率影响) (由 6 可知,VIN 最小时 S1 最大)
=
������������������������������ ������o
������1
(由 15 可知, ������2 仅与������������������������ 、n 有关) (同 9 式) (同 10 式) (由 11 式可推出) (开气隙高度由 12 式可推出) (同 13 式) (由 14 式可推出)
4 ������������������������ 6������ ������������ ������ ������ ������������������������

干净利落的AP公式,快速估算变压器磁芯型号

干净利落的AP公式,快速估算变压器磁芯型号

干净利落的AP公式,快速估算变压器磁芯型号
 AP法估算变压器磁芯的型号网上有很多资料,都是非常的繁杂,所以对于有经验的工程师根本就不用AP法,直接多大功率选什幺磁芯就可以了。


 但对于新手呢,没有经验的积累只能去借鉴一个公式,但是大多AP法教程太复杂看得云里雾里,下面我给大家分享一个简单干净利落的AP公式,直接套公式就可以。

 我们在选择磁芯之前都是可以把电感量和峰值电流这些先求出来的,求出来这两个参数,其他全是常数,直接按照下面的公式来套就好了,哪有那幺复杂。

 磁芯窗口面积X磁芯截面积=(原边电感量X原边峰值电流平方X104/磁芯工作磁感应强度X窗口有效使用系数X电流密度系数)。

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