电源中变压器的要求和技术参数
单端反激式开关电源中变压器的设计

单端反激式开关电源中变压器的设计变压器作为单端反激式开关电源中的关键部件,在一定时间内具有不变的变换特性,因此具有较强的可靠性。
变压器的设计方案的选择对单端反激式开关电源的工作稳定性和效率都有很大的影响,因此变压器的设计步骤和要求都需要非常精细地考虑。
一、变压器设计步骤1、选择基本参数:在变压器设计中,首先要根据单端反激式开关电源的功率、输入电压、输出电压、铁芯材料、匝数及其他参数等,确定变压器的基本参数。
2、磁材和匝组设计:根据变压器的基本参数,确定变压器的磁芯材料,以及计算求出的空心铁芯的尺寸,以此作为变压器的磁材和匝组设计的参考。
3、选择变压器结构形式:根据变压器的功率大小,以及其应用环境的实际情况,选择工作最稳定的变压器结构形式。
4、绕组设计:针对上述选择的变压器结构形式,根据变压器的基本参数,选择合适的绕组几何参数,并根据电流要求以及其他条件,采用不同的工艺技术完成绕组的设计。
5、振荡线圈设计:由于单端反激式开关电源较复杂,为了实现对电压幅值、相位和线性度的控制,可能要设计振荡线圈。
因此,在实际的设计中,需要根据电路的实际要求,进行振荡线圈的合理设计。
1、电气特性要求:变压器的电气特性包括变换率、耐压要求、绝缘耐压要求、额定功率、工频噪声。
变压器应能满足额定电压比、额定电流、绝缘耐压、额定功率等要求,而且应保持满足所需的线性度要求,并具有良好的耐辐射和抗干扰能力。
2、机械特性要求:机械特性包括尺寸、外形和结构特性。
变压器的结构特性要求包括安装大小、安装方式、绝缘要求、电正性要求等,并要求可以长时间稳定的运行,在正常工作情况下,满足高强度,无变形。
3、热效应要求:在变压器设计中还应考虑高效率、低损耗要求,其中尤其需要考虑到热效应。
热效应要求变压器的绝缘材料具有高的热稳定性;并且磁芯的结构设计要考虑到磁芯材料的热导性和热抗性;另外,还要考虑到电磁绕组材料的空气隙、绕组物理结构等造成的损耗,以确保变压器的热效应稳定可靠。
开关电源中变压器及电感设计1

开关电源中变压器及电感设计1开关电源中变压器及电感设计1一、变压器设计1.根据电源输出需求确定变压器的额定功率和工作频率。
2.计算变压器的变比。
变压器的变比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
通常变压器的变比为输入和输出电压之比的倒数,即输出电压/输入电压。
3.根据变比计算次级匝数。
变压器的次级匝数等于输入匝数乘以变比。
4.根据次级匝数计算主绕组匝数。
主绕组匝数等于次级匝数除以变比。
5.计算主绕组和次级绕组的截面积。
主绕组的截面积一般比次级绕组大,以满足输送更大电流。
6.计算铁芯截面积。
铁芯截面积的大小关系到变压器的能量传输效率,一般选择铁芯截面积略大于主绕组的截面积。
7.选择合适的铁芯材料和线材材料。
铁芯材料的导磁性能和线材材料的电阻等参数会影响变压器的损耗和效率。
8.进行变压器的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行变压器参数的计算和仿真,以评估变压器的性能。
9.制作变压器的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装变压器。
10.进行变压器的测试和调整。
使用仪器测试变压器的性能,并根据测试结果调整变压器的参数,以满足设计要求。
二、电感设计1.根据电源输出需求确定电感的额定电流和工作频率。
2.根据电感的额定电流和工作频率计算电感的感值。
电感的感值和额定电流和工作频率之间有一定的关系,可以根据公式进行计算。
3.根据感值计算电感的绕组数。
电感的绕组数决定了电感的电流走向和电感的大小。
4.选择合适的磁芯和线材材料。
合适的磁芯材料和线材材料会影响电感的损耗和效率。
5.进行电感的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行电感参数的计算和仿真,以评估电感的性能。
6.制作电感的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装电感。
7.进行电感的测试和调整。
使用仪器测试电感的性能,并根据测试结果调整电感的参数,以满足设计要求。
总结:变压器和电感的设计是开关电源设计中关键的一环,直接影响到电源的性能和稳定性。
在设计过程中,需根据电源输出需求确定额定功率和工作频率,并计算变压器和电感的相关参数。
开关电源中变压器的要求

开关电源中变压器的要求开关电源中的变压器是起到将输入电压变换为所需输出电压的关键元件,其设计和选用需要满足一定的要求。
一、变压器的功率要求开关电源的变压器需要根据负载的功率要求进行选择。
一般来说,变压器的额定功率应大于或等于负载的功率需求,以确保变压器的工作稳定性和可靠性。
二、变压器的额定电流要求变压器的额定电流应根据负载的电流需求来确定。
在开关电源中,变压器的额定电流一般要大于负载的最大电流,以确保变压器能够正常工作并具有一定的过载能力。
三、变压器的工作频率要求开关电源中的变压器需要满足所需的工作频率要求。
一般来说,变压器的工作频率应与开关电源的输出频率相匹配,以确保变压器能够有效地转换电压。
四、变压器的绝缘等级要求开关电源中的变压器需要具有足够的绝缘能力,以确保在高压环境下不会发生击穿等事故。
因此,变压器的绝缘等级应根据开关电源的工作电压来选择,以确保安全可靠的运行。
五、变压器的体积和重量要求开关电源通常需要具有较小的体积和重量,以满足应用场景的要求。
因此,变压器的体积和重量应尽量减小,以提高开关电源的便携性和安装灵活性。
六、变压器的效率要求开关电源中的变压器应具有较高的转换效率,以减少能量的损耗。
因此,变压器的设计和选用应考虑降低损耗和提高效率的因素,以确保开关电源的节能性能。
七、变压器的温升要求开关电源中的变压器在工作过程中会产生一定的温升,因此需要满足一定的温升要求。
变压器的设计和选用应考虑降低温升和提高散热能力,以确保变压器能够在安全的温度范围内工作。
开关电源中变压器的要求包括功率、额定电流、工作频率、绝缘等级、体积和重量、效率以及温升等方面。
在设计和选用变压器时,需要综合考虑这些要求,以确保开关电源的性能和可靠性。
同时,也需要注意变压器的安全性和节能性,以提高开关电源的整体效益。
技术要求-变压器

技术要求--2000KVA变压器编制单位:2019年月目录一、质量保证体系 (1)二、安装地点 (1)三、引用标准 (1)四、变压器技术要求 (1)4.1使用方式及环境 (1)4.2干式变压器技术要求 (2)五、需要说明的问题 (4)六、设备配置表.............................................. 错误!未定义书签。
i一、质量保证体系合作方应采用符合ISO9000系列要求的质量管理系统。
合作方应在履行合同的全过程(从开始供货到最终验收),对所有供货和服务的质量负责,即要保证所有供货和服务的质量符合合同中有关技术、交付、验收和价格所规定的要求。
合作方应提交设备提供厂家有效的ISO9000质量体系认证证书或表示其产品先进性、可靠性的其它证明文件。
二、安装地点本工程电源设备均安装在建筑物室内。
三、引用标准合作方应使用最新颁布执行的国家及行业标准。
投标产品应符合以下标准。
本文件提出的具体技术要求如与下述标准不一致时,按较高标准执行。
GB1094 《电力变压器》。
GB/T17211-1998 《干式电力变压器负载导则》。
JB/T 10088-2004 《6~500kV级电力变压器声级》。
GB 4208-2008 《外壳防护等级(IP代码)》。
GB/T 5273 《变压器、高压电器和套管的接线端子》。
GB10230-2007 《分接开关》。
四、变压器技术要求4.1使用方式及环境(1)设备在户内安装使用。
(2)设备将在下列条件下运行环境温度:-5℃~+40℃。
相对湿度:≤90%(无凝露)。
适用于海拔高度<1300m。
地震强度水平加速度≤0.2g垂直加速度≤0.1g4.2干式变压器技术要求变压器铁芯、线圈须由制造厂家自行生产,不接受贴牌或半贴牌产品。
(1)额定容量:2000kVA(2)相数:三相(3)额定频率:50Hz(4)额定电压:一次额定电压10kV二次额定电压0.4kV (5)一次最高工作电压:12kV(6)高压分接范围:±2×2.5%(7)★低压绕组形式:箔绕式,应采用无氧铜,纯度不低于99.99% (8)接线组别:D,yn11(9)主分接绕组空载电压比偏差≤±0.5%(10)中性点接地方式:中性点直接接地(11)短路阻抗:6%(12)★变压器的绝缘耐热等级F级,应满足以下要求:绝缘系统最高温度:155℃;额定电流下绕组的平均温升:F级≤100K,,要求(提供变压器环境温度25°C时,额定负载下的温升曲线)。
变压器型号大全及参数

变压器型号大全及参数
首先,我们来看一下变压器的分类。
根据用途和结构,变压器可以分为多种类型,包括,电力变压器、配电变压器、整流变压器、特种变压器等。
每种类型的变压器都有其特定的应用场景和参数要求,因此在选择时需要根据具体情况进行考虑。
接下来,我们将重点介绍一些常见的变压器型号及其参数。
首先是电力变压器,它是将电能从一种电压变成另一种电压的设备,主要用于输电和配电系统。
在选择电力变压器时,需要考虑的参数包括额定容量、额定电压、绕组连接组态、短路阻抗等。
这些参数将直接影响变压器的性能和使用效果。
其次是配电变压器,它通常用于将高压电能变成低压电能,以满足工业和民用
设备的需求。
在选择配电变压器时,需要考虑的参数包括容量、输入电压、输出电压、绝缘等级等。
这些参数将决定变压器的适用范围和安全性能。
除了常见的电力和配电变压器,还有一些特种变压器,如整流变压器、焊接变
压器、电炉变压器等。
这些变压器在特定的领域有着特殊的用途和参数要求,需要根据具体情况进行选择和应用。
在选择变压器型号和参数时,除了考虑其基本性能外,还需要考虑其能效等级、环保指标、安全可靠性等方面的要求。
这些因素将直接影响变压器的整体效果和使用成本,因此也需要引起重视。
总的来说,选择合适的变压器型号及参数是非常重要的。
只有根据具体的应用
需求,结合变压器的性能和参数要求,才能选择到最合适的设备,从而保证电力系统的正常运行和设备的安全使用。
希望本文所介绍的变压器型号大全及参数能够帮助大家更好地了解和选择合适的变压器,为电力系统的建设和运行提供有力的支持。
开关电源变压器参数详细讲解

开关电源变压器参数详细讲解开关电源变压器是一种用于开关电源电路中的变压器,其主要功能是通过变换输入电压的大小和输出电压的大小来实现对电源的调节和稳定。
下面将详细讲解开关电源变压器的参数。
1. 输入电压(Vin):开关电源变压器的输入电压是指供给变压器的电源电压。
在设计开关电源时,需要根据实际需求选择适当的输入电压,通常为220V或110V。
2. 输出电压(Vout):开关电源变压器的输出电压是指通过变压器转换后得到的电源输出电压。
输出电压的大小取决于变压器的绕组比例和输入电压的大小。
3. 额定电压(Vrated):开关电源变压器的额定电压是指其设计和制造时所能承受的最大电压。
超过额定电压的输入电压可能会导致变压器损坏或故障。
4. 额定功率(Prated):开关电源变压器的额定功率是指其设计和制造时所能承受的最大功率。
超过额定功率的负载可能会导致变压器过热或损坏。
5. 绝缘电阻(Rins):开关电源变压器的绝缘电阻是指变压器绕组之间的绝缘性能。
绝缘电阻越大,变压器的绝缘性能越好,能够有效防止漏电和电击等安全问题。
6. 频率(f):开关电源变压器的频率是指输入电源的频率。
在中国,标准的电源频率为50Hz,而在其他国家和地区可能有不同的标准频率。
7. 效率(η):开关电源变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
通常情况下,开关电源变压器的效率应尽可能高,以减少能量损耗和热量产生。
8. 温升(ΔT):开关电源变压器的温升是指变压器在工作过程中产生的温度上升。
温升过高可能会导致变压器过热,甚至损坏。
9. 绝缘等级:开关电源变压器的绝缘等级是指变压器的绝缘性能,常用的绝缘等级有F、H等级。
绝缘等级越高,变压器的绝缘性能越好,能够更好地保护变压器和使用者的安全。
10. 尺寸和重量:开关电源变压器的尺寸和重量是指变压器的外形尺寸和重量。
在设计和选择开关电源变压器时,需要考虑变压器的尺寸和重量是否适合安装和使用的场所。
变压器型号及参数大全 (2)

变压器型号及参数大全1. 引言变压器是一种重要的电力设备,能够将交流电能以不同的电压进行转换。
在电力系统中广泛应用,对于电力传输和分配起着至关重要的作用。
本文将介绍常见的变压器型号及其相关参数,以便读者更好地了解和选择适合自己需求的变压器。
2. 型号分类根据不同的标准和用途,变压器可以分为多个不同的型号。
以下是常见的几种变压器型号的简要介绍:2.1. 功率变压器功率变压器主要用于输电和配电系统中,根据输电和配电路线的需求选择不同容量和电压等级的变压器。
常见的功率变压器型号有:•YD系列:单相变压器,适用于小型家庭和商业用途,功率范围在0.05kVA至2kVA之间。
•YB系列:三相变压器,适用于工业用途,功率范围在2kVA至12MVA之间。
•YZB系列:非屏蔽型三相变压器,适用于低压配电系统,功率范围在50kVA至10MVA之间。
2.2. 整流变压器整流变压器主要用于电力电子设备中的整流电路,将交流电转换为直流电。
常见的整流变压器型号有:•Z系列:单相整流变压器,适用于小功率的电子设备,如电子继电器和交流电机驱动器。
•ZU系列:单相自耦变压器,适用于大功率的电子设备,如电力电子变频器和电力调速器。
•ZK系列:三相整流变压器,适用于大型电力电子设备,如电弧炉和电力变频器。
2.3. 调压变压器调压变压器主要用于调整电力系统中的电压,以满足不同设备和用户的需求。
常见的调压变压器型号有:•ZSW系列:可自动调压的单相变压器,适用于电力系统中电压波动较大的地区。
•ZYW系列:可调节输出电压的单相变压器,适用于需要精确电压控制的设备。
•ZG系列:油浸可调电压变压器,适用于大型工业用途,如电弧炉和电焊机。
3. 参数说明变压器的参数决定了其性能和使用范围。
以下是常见的几个变压器参数及其说明:3.1. 额定容量变压器的额定容量是指它所能提供的最大功率输出。
通常以千伏安(kVA)为单位进行表示,表示变压器能够稳定工作的最大负载。
变压器技术方案

变压器技术方案一、介绍变压器是电力系统中常用的一种重要设备,用于改变交流电的电压。
变压器技术方案是指在设计和选择变压器时考虑的各种技术参数和方案。
本文将介绍变压器技术方案的几个重要方面。
二、额定功率和电压等级选择在选择变压器时,首先需要确定变压器的额定功率和电压等级。
额定功率是指变压器所能承受的最大功率,通常以千伏安(kVA)为单位。
而电压等级则是指变压器的输入端和输出端的电压等级。
根据实际需求和电力系统的要求,选择合适的额定功率和电压等级,是变压器技术方案的重要考虑因素。
三、变压器的冷却方式选择变压器的冷却方式是指变压器散热的方法。
常见的变压器冷却方式有自然冷却和强迫冷却两种。
自然冷却是指变压器通过自然对流和辐射散热,不需要外部风扇或冷却设备。
而强迫冷却则是通过外部风扇或冷却设备来增加变压器的散热效果。
根据变压器的额定功率和环境条件,选择合适的冷却方式,可以保证变压器正常运行并提高其寿命。
四、变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率是指变压器在电能转换过程中的能量损失和能量利用效率。
变压器的损耗主要包括铁损和铜损。
铁损是指变压器的磁化电流产生的损耗,主要发生在铁芯中。
铜损则是指变压器的电流通过铜线导致的损耗,主要发生在线圈中。
变压器的效率则是指输入电能与输出电能之间的比值。
在设计和选择变压器时,需要注意减小损耗并提高效率,以提高变压器的性能和经济性。
五、变压器的绝缘材料选择变压器的绝缘材料是指用于防止电流泄漏和绝缘保护的材料。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘胶带、绝缘漆、绝缘薄膜等。
根据变压器的额定电压和使用环境,选择合适的绝缘材料,可以保证变压器的安全可靠运行。
六、变压器的保护措施为了保护变压器在异常情况下的安全运行,需要采取一定的保护措施。
常见的变压器保护措施有过流保护、过压保护、温度保护等。
过流保护是指在变压器输出电流超过额定值时自动切断电源,以防止变压器过载损坏。
过压保护则是指在变压器输入电压超过额定值时自动切断电源,以保护变压器不受损害。
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1前言电源中一般都含有软磁铁心组成的电磁器件。
按照比较广义的说法,在电子设备和电子电路中的电磁器件,都叫做电子变压器。
电源中变压器或电磁器件,绝大多数属于电子变压器。
但是,有的电源中,变压器还具有耐高压的绝缘要求。
例如:大容量直流电源和大容量不间断电源,整流变压器不从一般的380V或220V输入,而从10KV或6.3KV输入,与一般电子变压器有很大差别,而与电力变压器更相似一些。
所以,本文讨论的电源中的变压器,既包括电子变压器,又涉及电力变压器。
本文讨论电源中变压器的要求和技术参数,以及它们与铁心材料和导电材料之间的关系,是为了更深入理解另外两篇文章“变压器铁心材料的近期动向”和“变压器导电材料的近期动向”中所介绍的内容,从而使三篇文章形成有机的整体。
编写这三篇文章的目的是希望通过了解铁心材料和导电材料的近期动向,更好的把握电源中变压器的发展趋势,供电源行业、电子变压器行业、电力变压器行业的朋友们参考。
如有错误之处,敬请指正。
2一般要求电源中的变压器,作为一种商品的产品,总的要求是在具体使用条件下完成具体的功能中,追求性能价格比最高。
从总要求出发,提出四点一般要求:使用条件、完成功能、提高效率、降低成本。
既包括技术性能,又包括经济指标。
2.1使用条件电源中的变压器的使用条件,包括使用可靠性和使用电磁兼容性。
使用可靠性是指在具体的使用条件下,变压器能正常工作到使用寿命为止。
使用条件中对变压器影响最大的是环境温度。
决定铁心材料受温度影响强度的是居里点。
铁心材料居里点高,受温度影响小,铁心材料居里点低,受温度影响大。
MnZn软磁铁氧体居里点一般只有215℃,比较低,磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化。
除正常温度25℃而外,还要给出60℃、80℃、100℃时的各种参数数据,MnZn铁氧体制成的铁心,一般工作温度限制在100℃以下,也就是在环境温度40℃时,温升只允许低于60℃。
钴基非晶合金的居里点为205℃,也低,使用温度也限制在100℃以下。
铁基非晶合金的居里点为370℃,可以在150℃—180℃以下使用。
铁基纳米晶合金的居里点为600℃,硅钢的居里点为730℃,可以在300℃以下使用。
决定导电材料工作温度的不是铜导线,而是外包绝缘材料的耐热等级。
例如QZ聚酯漆包线,耐热等级为B级,最高温度为130℃。
QY聚酰亚胺漆包线,耐热等级为C级,最高工作温度为220℃。
使用电磁兼容性是指变压器既不产生对外界的电磁*,又能承受外界的电磁*。
电磁*包括可听见的音频嗓声和听不见的高频噪声。
变压器产生电磁*的主要原因是铁心的磁致伸缩,磁致伸缩系数大的铁心材料,产生的电磁*大。
铁基非晶合金的磁致伸缩系数为(27—30)×10-6,最大,用它制作铁心时必须采取减少噪声抑制*的措施,MnZn软磁铁氧体的磁致伸缩系数为21×10-6左右,也容易产生电磁*。
3%取向冷轧硅钢磁致伸缩系数为(1-3)×10-6.,铁基纳米晶合金磁致伸缩系数为(0.5-2)×10-6,比较容易产生电磁*。
6.5%无取向硅钢和钴基非晶合金的磁致伸缩系数为0.1×10-6左右,不容易产生电磁*。
由铁心材料产生的电磁*的频率一般与变压器的工作频率相同,如果有低于或高于工作频率的电磁*,那是由其他原因产生的。
导电材料不产生电磁*。
由导电材料绕制的线圈有可能产生电磁*,不是由导电材料造成的,而是由导电材料之间的作用和线圈结构造成的。
2.2完成功能电源中的电磁器件从功能上区分主要有变压器和电感器两种。
变压器完成的功能有三个:功率传送、电压变换和绝缘隔离。
电感器完成功能有两个:功率传送和纹波抑制,这里不单讨论电源中变压器的完成功能,也讨论电源中电感器的完成功能。
变压器的功率传送是这样完成的:外加在变压器初级绕组上的交变电压,在铁心中产生磁通变化,使次级绕组感应电压,输出给负载,从而使电功率从变压器初级传送给次级。
传送功率的大小,决定于感应电压,也就是决定于单位时间内磁通密度变化量△B。
△B与磁导率无关,而与饱和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br有关。
硅钢饱和磁通密度为1.5—2.03T,铁基非晶合金饱和磁通密度为1.58T左右,铁基纳米晶合金饱和磁通密度为1.2—1.45T,钴基非晶合金饱和磁通密度为0.5—0.8T。
MnZn软磁铁氧体饱和磁通密度为0.3—0.5T。
作为变压器用铁心材料,硅钢占优势,铁基非晶合金其次,MnZn软磁铁氧体处于劣势。
电感器的功率传送是这样完成的:输入给电感器绕组的电能,使铁心激磁,变为磁能储存起来,然后通过去磁变成电能,释放给负载。
传送功率的大小,决定于铁心的储能,也就是决定于电感器的电感量。
电感量不直接与饱和磁通密度有关,而与磁导率有关。
磁导率高,电感量大,传送能量多,传送功率大。
钴基非晶合金磁导率为(1—1.5)×106,铁基纳米晶合金导磁率为(5—8)×105,铁基非晶合金磁导率为(2—4)×105,硅钢磁导率(2—9)×104,MnZn软磁铁氧体磁导率为(1—3)×104。
作为电感器用铁心材料,钴基非晶合金和铁基纳米晶合金占优势,硅钢和MnZn软磁铁氧体处于劣势。
传送功率大小,还与单位时间内的传送次数有关,即与变压器和电感器的工作频率有关。
工作频率越高,在同样尺寸的铁心和同样匝数的线圈条件下,传送功率越大。
电压变换通过变压器初级和次级线组的匝数比来完成。
不管变压器功率传送大小如何,初级和次级绕组的匝数比就等于输入和输出的电压变换比。
绝缘隔离,通过变压器初级和次级绕组的绝缘结构来完成。
外加电压和变换电压越高,绝缘结构越复杂。
一般电子变压器外加电压小于1kV,绝缘结构比较简单。
电力变压器外加电压超过6kV,绝缘结构比较复杂,除了承受工频试验电压而外,还要求承受短时冲击试验电压。
电感器的纹波抑制通过自感电势来实现。
只要流过电感器的电流发生变化,线圈在铁心中产生的磁通也会随着发生变化,使电感器线圈两端出现自感电势,其方向与外加电压方向相反,从而阻止电流的变化。
纹波的变化频率比工作频率(基本频率)高,因此更能被电感器产生的自感电势抑制。
纹波抑制能力决定于自感电势的大小,也就是决定于电感量大小。
电感量与铁心材料的磁导率有关,从电感器抑制纹波能力来看,磁导率大的钴基非晶合金和铁基纳米晶合金作为铁心材料比较好,磁导率小的硅钢和MnZn软磁铁氧体作为铁心材料比较差。
2.3提高效率提高效率是对电源中变压器的一个重要要求,一个原因是由于石油、煤等能源价格上涨,节能成为当代的一个重要任务。
许多电子设备,包括电源在内,不单要求考核负载时的能耗,还要求考核待机(接近空载)时的能耗。
电源中变压器的损耗是电源待机能耗中的主要部份。
另一个原因是电源中变压器数量巨大,虽然从单个电源中变压器来看,损耗只有几瓦,并不多。
但是成十万个,成百万个电源中变压器,总损耗可达到几十万瓦,几百万瓦,相当可观。
还有,许多电源中变压器一直长期运行,年总损耗决不是一个小数目。
因此,电源中变压器必须提高效率,降低损耗成为一个重要要求。
电源中变压器损耗包括铁心损耗和线圈损耗。
铁心损耗只要电源中变压器投入运行,一直存在,是变压器空载损耗的主要部分。
在设计和制作变压器铁心时,要选择损耗比较低的铁心材料。
铁心材料损耗与变压器铁心的工作磁通密度和工作频率有关,因此,铁心材料的损耗必须注明。
例如:P1.4/50是工作磁通密度1.4T和工作频率50H Z下的损耗。
P1.0/400是工作磁通密度1.0T和工作频率400H Z下的损耗。
P0.25/100K是工作磁通密度0.25T(250mT)和工作频率100kH Z下的损耗。
铁心材料损耗包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗,涡流损耗与铁心材料电阻率有关。
电阻率越大,涡流损耗越小。
MnZn软磁铁氧体电阻率为108—109μΩcm,在高频中涡流损耗小,在电源中的高频变压器中应用占优势,铁基非晶合金电阻率为130——150μΩcm,硅钢电阻率为20—40μΩcm,比MnZn软磁铁氧体小106—107倍,在高频中涡流大。
如果要在电源中的高频变压器中应用,必须采取措施,例如减少金属铁心材料的厚度,现在各种工作频率的变压器使用的金属铁心材料的带材厚度一般是:工频50H Z—60H Z用0.50—0.23mm(500—230μm),中频400H Z至1kH Z用0.20—0.08mm(200—80μm),1kH Z 至20kH Z用0.10-0.025mm(100-25μm),中高频20kH Z至100kH Z用0.05-0.015mm(50-15μm),高频100kH Z至1MH Z用0.02-0.005mm(20-5μm),1MH Z以上用小于5μm。
铁基非晶合金由于喷带设备原因,带厚一般为40—25μm,在工频50HZ至中频400H Z—20kH Z时都可使用。
用于中高频和高频的铁基纳米晶合金,带厚一般都小于18μm。
以前人有认为:铁心的填充系数与金属铁心材料的带厚有关,并且提出一个计算的经验公式,把铁心材料的带厚作为决定铁心填充系数的唯一因数。
现在看来,这个计算铁心填充系数的经验公式并不完全成立。
因为,铁心填充系数并不只由铁心材料带厚一个因数决定,还受涂层厚度、带材平整度和带材均匀度等其他因数影响。
按照经验公式计算,铁基非晶合金带厚25μm时,填充系数达不到0.80,而现在用25μm厚铁基非晶合金带材加工成的变压器铁心,填充系数一般都大于0.86,甚至还达到0.90。
电源中变压器线圈损耗是负载损耗的主要部份。
线圈损耗决定于导电材料的电阻率。
现在电源中变压器的导电材料绝大多数采用铜。
而不用铝,原因就是铜的电阻率小,造成的线圈损耗小,在有些体积小的高频平面变压器和薄膜变压器中,导电材料还采用电阻率更小的金和银。
这是因为变压器的体积小,散热面积小,要求线圈损耗更小,才能保证平面变压器和薄膜变压器的线圈温升不会超过规定的允许值。
2.4降低成本降低成本是电源变压器作为商品的一个重要要求,有时甚至是决定性的要求。
因为在商品竞争中性能价格比是产品的主要指标。
不注意降低成本,不注意降低价格,往往会在商品竞争中被淘汰。
电源中变压器成本包括材料成本、制造成本和管理成本。
材料成本在总成本中一般占有40%至60%,是最重要的部份。
材料成本中铁心材料和导电材料成本又占80%左右。
因此铁心材料和导电材料的市场动向,价格变化情况对电源中变压器成本具有重大影响。
降低材料成本,还与设计有关。
在设计电源中变压器时,应当根据铁心材料和导电材料的价格,调整变压器的用铁心材料量与用导电材料量的比值(铜铁比),使材料成本在现有条件下达到最低。
现在采用计算机设计电源中变压器时,追求成本最低,应当成为一个主要限制条件。