高频变压器计算步骤
高频变压器计算
(CCM模式)
反激式DC/DC变换电路
电路基本参数:
Vo1=15V?? Io1=0.4A
Vo2=-10V?? Io2=0.4A
Vs=15V(范围10V~20V)
Po=10W
设定参数:
1.电路工作频率(根据UC3843的特性,初步确定为50KHz),电路效率为G=75%
2.反激式变换器的工作模式CCM
3.占空比确定(Dmax=0.4)
4.磁芯选型(EE型)
设计步骤
(1)选择磁芯大小
Pin=Po/G=10/0.75=13.3W(查表),选择EE19磁芯
(2)计算导通时间
Dmax=0.4,工作频率fs=50KHz
ton=8us
(3)选择工作时的磁通密度
根据所选择的磁芯EE19(PC40材料)Ae=22mm2,Bmax=0.22T
(4)计算原边匝数
Np=(Vs*ton)/(Bmax*Ae)=(10*8)/(0.22*22)=16.52,取整16
(5)计算副边绕组
以输出电压为15V为例进行计算,设整流二极管及绕组的压降为1V 15+1=16V
原边绕组每匝伏数=Vs/Np=10/16=0.625V/匝
副边绕组匝数Ns1=16/0.625=25.6,取整26
(6)计算选定匝数下的占空比;辅助输出绕组匝数
新的每匝的反激电压为:16/26=0.615V
ton=(Ts*0.615)/(0.625+0.615)=9.92us
占空比D=9.92/20=0.496
对于10V直流输出,考虑绕组及二极管压降1V后为11V
Ns2=11/0.615=17.88,取整17
(7)初级电感,气隙的计算
在周期Ts内的平均输入电流Is=Pin/Vs=13.3/10=1.33A
导通时间内相应的平均值为Iave=(Is*Ts)/ton=1.33*20/9.92=2.68A
开关管导通前的电流值Ip1=Iave/2=2.68/2=1.34A
开关管关闭前的电流值Ip2=3Ip1=1.34*3=4.02A
初级电感量Lp=Vs*&t/&i=10*9.92/2.68=37.01uH
气隙长度Lg=(u0*Np^2*Ae)/Lp=0.19mm
(8)检测磁芯磁通密度和饱和区间
计算磁心饱和边界.计算交流磁通产生的磁感应强度变化幅值:
△Bac=(Vs*ton)/(Ae*Np)=(10*9.92)/(16*22)=0.282T
使用磁感应强度与直流电有关的关系式计算直流成分Bdc
假设磁芯所有的磁阻都集中在气隙中,显然作为一个比较保守的结果,可求得一个较高的直流磁感应强度.此近似值允许使用一个简单的公式
Bdc=u*H=u0*Np*Ip1/(Lg*0.001)=0.142T
交流和直流磁感应强度之和得到磁感应强度最大值为
Bmax=△Bac/2+Bdc=0.141+0.142=0.283T<0.39T
(9)选择导线
●初级电流有效值为:
Krp=0.667
Irms=Ip*sqr(Dmax*(Krp^2*1/3-Krp+1))= 1.96A,
选取电流密度为4A/mm2
则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.792mm
选择AWG20导线
注:由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度.公式:d=66.1/(f)^1/2.如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线
考虑集肤效应, d=66.1/(f)^1/2=66.1/50000^1/2=0.296mm,2*d=0.592mm<0.792mm
则初级导线需要采用多股线并绕
AWG20导线的截面积为Sc=0.606mm2,采用AWG23导线双股并绕截面积Sc=0.3135*2=0.627mm2>0.606mm2
● 15V次级输出电流峰值为:
Isp1=(Ip*Np/Ns1)*(Po1/Po)=1.484A
有效值为Isrms1=Isp1*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.731A
则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.483mm
选择AWG25导线
● -10V次级输出电流峰值为:
Isp2=(Ip*Np/Ns2)*(Po2/Po)=1.513A
有效值为Isrms2=Isp2*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]=0.745 A
则导线线径为:D=1.13(I/J)^1/2=0.487mm
选择AWG25导线
◆◆◆磁芯及骨架分别采用TDK公司的PC40EE19-Z,BE19-118CPHFR◆◆◆高频变压器计算(DCM模式)
电路基本参数:
Vo1=15V?? Io1=0.4A
Vo2=-10V?? Io2=0.4A
Vin=15V(范围10V~20V)
Po=10W
设定参数:
1.电路工作频率(根据UC3843的特性,初步确定为50KHz),电路效率为G=75%
2.反激式变换器的工作模式DCM
3.占空比确定(Dmax=0.4)
4.磁芯选型(EE型)
设计步骤:
先选定一个工作点(即最小输入电压,最大占空比的情况):
(1)初级峰值电流
Ip=2 Po/(G*Vinmin*Dmax)=2*10/(0.75*10*0.4)=6.67A
(2)初级电感量
Lp=Dmax* Vinmin /fs*△Ip=0.012mH
(3)选择TDK的铁氧体磁芯PC40
其温升100摄氏度时饱和磁通密度为390mT,取工作Bmax为220mT
AeAw=(Lp* Ip22 * 104/Bw*K0 *Kj)1.14
其中Bw=0.22,K0=0.4;Kj=395A/cm2 ;
计算得AeAw=0.118
选择PC40EE19的磁芯,其AeAw=0.22*0.054=0.119cm4>0.118cm4
(4)计算气隙
Lg=0.4Л* Lp*Ip2/Ae*Bmax2 =0.63mm
(5)变压器初级匝数
Np=(Lp*Ip)*104/(Ae*Bmax)=16.54匝,取整16匝.
(6)变压器次级匝数
设次级二极管压降及绕线压降为Vd=1V
15V次级绕组匝数Ns1=Np(Vo1+Vd)(1-Dmax)/(Vmin*Dmax)=38.4, 取整38匝.
-10V次级绕组匝数Ns2= Np(Vo2+Vd)(1-Dmax)/(Vmin*Dmax)=26.4, 取整26匝.
(7)导线线径的选择
断续模式下Krp=1,选择电流密度为4A/mm2
●初级有效电流Irms=Ip*sqr(Dmax*(Krp^2*1/3-Krp+1))= Ip*sqr (Dmax/3)=2.44A
可以得原边导线直径d=1.13*sqr(Irms/J)=1.13*sqr(2.44/4)=0.882mm
选择AWG20#线
注:由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度.公式:d=66.1/(f)^1/2.如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线
考虑集肤效应, d=66.1/(f)^1/2=66.1/50000^1/2=0.296mm,2*d=0.592mm<0.882mm
则初级导线需要采用多股线并绕
AWG20导线的截面积为Sc=0.606mm2,采用AWG23导线双股并绕截面积Sc=0.3135*2=0.627mm2>0.606mm2
●15V次级峰值电流
Isp1=(Ip*Np/Ns1)*(Po1/Po)=1.685A
有效值为Isrms1=Isp1*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]= Isp1*sqr ((1-Dmax)/3)=0.753A
则导线线径为:D=1.13(Isrms1/J)^1/2=0.490mm
选择AWG25导线
●-10V次级峰值电流
Isp2=(Ip*Np/Ns2)*(Po2/Po)=1.642A
有效值为Isrms2=Isp2*sqr[(1-Dmax)*(Krp^2*1/3-Krp+1)]= Isp2*sqr ((1-Dmax)/3)=0.734A
则导线线径为:D=1.13(Isrms2/J)^1/2=0.484mm
选择AWG25导线
◆◆◆磁芯及骨架分别采用TDK公司的PC40EE19-Z,BE19-118CPHFR◆◆◆。
高频变压器的设计公式
高频变压器的设计公式电源高频变压器的设计方法简介设计高频变压器是电源设计过程中的难点,下面以反应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,电流会到达峰值,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,那么上式为:Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax其中: V in :直流输入电压,VLp :高频变压器初级电感值,mHIpp :变压器初级峰值电流,ADmax: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(直流涟涉及二极管压降)=232V,取最大工作周期系数Dmax=0.45。
那么: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 在反应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,假设允许10%误差,Vin(max)=400V。
高频变压器电容量计算公式
高频变压器电容量计算公式在高频变压器设计中,电容量的计算是非常重要的一部分。
电容量的大小直接影响着变压器的性能和稳定性。
因此,正确地计算电容量是非常关键的。
本文将介绍高频变压器电容量的计算公式,帮助读者更好地理解和应用这一重要知识。
首先,我们需要了解一些基本的概念。
在高频变压器中,电容量是指变压器绕组之间的电容。
电容的大小取决于绕组之间的绝缘性能和绕组的结构。
电容的计算需要考虑绕组的材料、绝缘层的厚度、绕组的布局等因素。
接下来,我们将介绍高频变压器电容量的计算公式。
在实际应用中,电容量的计算可以采用以下公式:C = 0.5 ε A / d。
其中,C表示电容量,单位为法拉(F);ε表示绝缘材料的介电常数;A表示绕组之间的有效面积;d表示绕组之间的绝缘距离。
在这个公式中,介电常数是绝缘材料的一个重要参数,它反映了绝缘材料的绝缘性能。
不同的绝缘材料具有不同的介电常数,因此在计算电容量时需要根据实际使用的绝缘材料来确定介电常数的数值。
绕组之间的有效面积是指绕组之间的有效绝缘面积,它取决于绕组的结构和布局。
通常情况下,绕组之间的有效面积可以通过绕组的几何形状和尺寸来计算得到。
绕组之间的绝缘距离是指绕组之间的绝缘层的厚度,它是影响电容量大小的重要因素。
绝缘距离越小,电容量越大;绝缘距离越大,电容量越小。
在实际应用中,我们还需要考虑一些其他因素。
例如,变压器的工作频率、工作温度、工作环境等因素都会对电容量的计算产生影响。
因此,在进行电容量计算时,需要综合考虑这些因素,以确保计算结果的准确性和可靠性。
除了上述的计算公式,还有一些其他的方法可以用来计算高频变压器的电容量。
例如,有些厂家会提供电容量计算软件,通过输入一些基本的参数,软件就可以自动计算出电容量的大小。
这些方法都可以帮助工程师更快速地进行电容量的计算,提高工作效率。
总之,高频变压器电容量的计算是一个复杂而重要的工作。
在实际应用中,需要综合考虑绝缘材料、绕组结构、工作环境等多个因素,以确保计算结果的准确性和可靠性。
开关电源 高频变压器 计算
开关电源高频变压器计算开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备,广泛应用于各种电子设备中。
而高频变压器则是开关电源中的关键组件之一,用于实现电压的变换和隔离。
本文将从开关电源和高频变压器的工作原理、计算方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、开关电源的工作原理开关电源通过不断开关的方式将输入的交流电转换为高频的脉冲电流,再经过整流、滤波等环节得到稳定的直流电。
其主要由输入端的滤波电容、整流桥、开关管、变压器、输出端的滤波电容和稳压电路等组成。
其中,开关管的开关频率决定了开关电源的工作频率,一般为几十kHz到几百kHz不等。
二、高频变压器的工作原理高频变压器是开关电源中的关键元件,主要用于实现输入端与输出端的电压变换和隔离。
其工作原理基于电磁感应定律,通过输入端的脉冲电流在变压器的磁场作用下产生电磁感应,从而实现电压的变换。
高频变压器通常由高导磁率的铁芯和绕组组成,绕组的匝数比决定了输入端与输出端的电压变换比。
三、高频变压器的计算方法在设计高频变压器时,需要根据具体的输入输出电压要求和功率需求进行计算。
一般来说,高频变压器的计算主要包括以下几个方面:1. 输入电压和输出电压:根据实际需求确定输入端和输出端的电压值。
2. 输入功率和输出功率:根据实际需求确定输入端和输出端的功率值。
3. 变压器的变比:根据输入端和输出端的电压值计算变压器的变比,即输入匝数与输出匝数的比值。
4. 变压器的铁芯截面积:根据输入功率和开关频率计算变压器的铁芯截面积,以满足工作时的磁通密度要求。
5. 绕组的匝数和线径:根据变压器的变比和输入、输出功率计算绕组的匝数和线径,以满足工作时的电流和功率要求。
四、开关电源和高频变压器的应用领域开关电源和高频变压器广泛应用于各种电子设备中,包括电脑、手机、通信设备、工控设备、医疗仪器等。
其优势在于体积小、效率高、稳定性好,能够满足现代电子设备对电源的高要求。
总结:开关电源和高频变压器作为现代电子设备中不可或缺的组件,通过将交流电转换为直流电并实现电压变换和隔离,为电子设备提供了稳定的电源供应。
高频变压器计算公式
高频变压器计算公式(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo磁芯参数:(1)有效磁导率μro。
在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:式中 L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).(2)饱和磁感应强度Bs。
随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。
(3)剩余磁感应强度Br。
磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。
(4)矫顽力Hco。
磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。
公式(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。
在介质中,磁场强度则通常被定,式中为磁化强度。
系统设计中如何计算高频变压器参数(精)
系统设计中如何计算高频变压器参数一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S ⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:EL =⊿Ф / ⊿t * N⑷EL = ⊿i / ⊿t * L⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S )⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = EL* ⊿t / L⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l *N2 ⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:QL = 1/2 * I2 * L ⑼QL -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压: 200--- 340 V输出直流电压: 23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率: 117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾N1 ----- 初级匝数 VIN(max) ------ 最大输入电压 k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿Vin(max) ----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌ 0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
高频变压器计算公式
磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo 磁芯参数:(1)有效磁导率μro。
在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:式中 L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).(2)饱和磁感应强度Bs。
随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。
(3)剩余磁感应强度Br。
磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。
(4)矫顽力Hco。
磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。
公式(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。
在介质中,磁场强度则通常被定,式中为磁化强度。
磁化强度,magnetization,描述磁介质磁化状态的物理量。
是磁化强度,通常用符号M表示。
定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比,即对于顺磁与抗磁介质,无外加磁场时,M恒为零;存在外加磁场时,则有或其中H是媒质中的磁场强度,B是磁感应强度,μo是真空磁导率,它等于4π×10^-7H/m。
高频变压器计算公式
磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo磁芯参数:(1)有效磁导率μro。
在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:式中 L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).(2)饱和磁感应强度Bs。
随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。
(3)剩余磁感应强度Br。
磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。
(4)矫顽力Hco。
磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。
(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。
在介质中,磁场强度则通常被定,式中为磁化强度。
磁化强度,magnetization,描述磁介质磁化状态的物理量。
是磁化强度,通常用符号M表示。
定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比,即对于顺磁与抗磁介质,无外加磁场时,M恒为零;存在外加磁场时,则有或其中H是媒质中的磁场强度,B是磁感应强度,μo是真空磁导率,它等于4π×10^-7H/m。
高频变压器计算公式
磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo磁芯参数:(1)有效磁导率μro。
在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:式中L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).(2)饱和磁感应强度Bs。
随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。
(3)剩余磁感应强度Br。
磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。
(4)矫顽力Hco。
磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。
公式(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。
在介质中,磁场强度则通常被定,式中为磁化强度。
磁化强度,magnetization,描述磁介质磁化状态的物理量。
是磁化强度,通常用符号M表示。
定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比,即对于顺磁与抗磁介质,无外加磁场时,M恒为零;存在外加磁场时,则有或其中H是媒质中的磁场强度,B是磁感应强度,μo是真空磁导率,它等于4π×10^-7H/m。
如何计算高频变压器参数
如何计算高频变压器参数2009年12月30日 11:54 不详作者:佚名用户评论(0)关键字:变压器(455)高频(56)参数(24)如何计算高频变压器参数一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:EL =⊿Ф / ⊿t * N⑷EL = ⊿i / ⊿t * L⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S )⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = EL * ⊿t / L⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:QL = 1/2 * I2 * L⑼QL -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D))⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压: 200--- 340 V输出直流电压: 23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率: 117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2)⑾N1 ----- 初级匝数 VIN(max) ------ 最大输入电压 k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1⑿Vin(max) ----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd)⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比 D≌ 0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
环形电感 高频变压器 计算
环形电感高频变压器计算
环形电感和高频变压器是电子电路中常见的组件,它们在电路
设计中起着重要的作用。
首先,让我们来看看环形电感的计算。
环
形电感通常用于滤波、阻抗匹配和能量存储等应用中。
它的电感值
可以通过其线圈的结构、材料和匝数来计算。
一般来说,环形电感
的电感值可以通过下面的公式来计算:
L = (μ N^2 A) / l.
其中,L是电感值,μ是材料的磁导率,N是匝数,A是截面积,l是磁路长度。
这个公式可以帮助我们计算出环形电感的电感值,
从而在电路设计中使用。
接下来,让我们来看看高频变压器的计算。
高频变压器通常用
于变换电压、隔离电路和适配器等应用中。
在设计高频变压器时,
需要考虑到匝数、磁芯材料、工作频率等因素。
变压器的设计需要
满足一定的电压变换比和功率传输要求。
计算高频变压器的关键参
数需要考虑到磁芯的磁导率、匝数比、工作频率等因素。
一般来说,可以通过以下公式来计算高频变压器的参数:
Vp/Vs = Np/Ns.
其中,Vp和Vs分别是主辅线圈的电压,Np和Ns分别是主辅线圈的匝数。
通过这个公式,可以计算出变压器的匝数比,从而满足设计要求。
总的来说,环形电感和高频变压器的计算涉及到电磁学、电路理论和材料科学等多个领域的知识。
在实际设计中,需要综合考虑这些因素,以确保电路的性能和稳定性。
希望这些信息能够帮助你更好地理解环形电感和高频变压器的计算方法。
