关于漏感知识详解

关于漏感知识详解

本文分为从五个方面来谈漏感:

1、漏感什么?

2、决定漏感大小的因素;

3、漏感计算公式;

4、漏感吸收电路结构;

5、漏感吸收电路损耗计算。

以下具体说明:

1、漏感是什么?

任何变压器都存在漏感,但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。

由于开关变压器漏感的存在,当控制开关断开的瞬间会产生反电动势,容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路,使电路产生振荡并向外辐射电磁能量,造成电磁干扰。

开关变压器线圈之间存在漏感,是因为线圈之间存在漏磁通而产生的;因此,计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。要计算变压器线圈之间存在的漏磁通,首先是要知道两个线圈之间的磁场分布。

我们知道螺旋线圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处,就是螺旋线圈中磁场强度分布是基本均匀的,并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。另外,在计算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时,比较复杂的情况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理,而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。

2、决定漏感大小的因素

共模电感小知识

一、初识共模电感 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起EMI滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。 图1 各种CMC 小知识:EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰) 计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰,这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射,造成电磁辐射污染,不但影响其它的电子设备正常工作,还对人体有害。 PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各组件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间,干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路,如图1-1所示。

图2是我们常见的共模电感的内部电路示意图,在实际电路设计中,还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。此外,在主板上我们也能看到一种贴片式的共模电感(图3),其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。 图4 贴片CMC 二、从工作原理看共模电感 为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。 图5 共模电感滤波电路 图4是包含共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度。 小知识:漏感和差模电感

详解一步一步设计开关电源

详解一步一步设计开关电源(完结篇) 导读: 针对开关电源很多人觉得很难,其实不然。设计一款开关电源并不难,难就难在做精,等你真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了。万事开头难,笔者在这就抛砖引玉,慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。 开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过,也可以提出来供大家参考,我帮忙分析。 我只带大家设计一款宽范围输入的,12V2A的常规隔离开关电源。 1、首先确定功率 根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。在这里我会更多的选择是经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。 2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计 当我们确定用flyback拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWMIC和MOS 来进行初步的电路原理图设计(sch)。无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。 分立式:PWMIC与MOS是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式:就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。 3、做原理图 确定所选择的芯片以后,开始做原理图(sch),在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。 设计前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下简单的参数。无论是选用PI的集成,或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。一般datasheet里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。 4、确定相应的参数 当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进行计算了。先附上相应的原理图。

经验谈:写给新手的反激变压器KRP详解

经验谈:写给新手的反激变压器KRP详解

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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,如果想大幅度降低磁芯损耗,唯一的方法是增大NP,而过大的NP会与LP形成现实冲突(DCM模式下,LP一般较小),造成磁芯气隙超出你的想象(漏感也会如此);有没有方法解决这种现实矛盾?答案应该是肯定的,即选择合适的磁芯结构,如长宽比小且AE大的磁芯(PQ、POT系列),或许会比长宽比大且AE小的磁芯(EER、EEL系列)更加有优势。(补充:在DCM模式下,如果限制DMAX,则会比CCM模式下输出更大的功率) KRP较大时,增大DMAX可以在一定程度上降低原边的纹波电流及有效电流值,但是次级的电流应力会更加恶劣,这种方法(增大/减小DMAX)只适合平衡初次级的电压、电流应力,应该不是一种很好的设计手段。 KRP较大时,空载启动困难,特别是低压大电流输出,且空载无跳频(宽范围AC输入时尤其如此,如3.3V10A,特别是超低压输入); KRP较小时,开关损耗较大,特别是高压小电流输出,且开关频率较高(窄范围AC输入时尤其如此,如100V0.5A,特别是超高压输入); 注:非低压大电流产品(如12V5A),KRP较大时,DMAX不能设计的过小,否则空载也会启动困难,且空载无跳频(宽范围AC输入时尤其如此); 超低压输入产品(如12V输入),KRP应该较小,且开关频率也不能过高,否则LP过小(漏感过大)无法正常工作(或者效率极低)。 KRP较大时,动态响应较快,环路补偿比较容易(特别是采用电流模式控制); KRP较小时,动态响应较慢,环路补偿相对困难(特别是采用电压模式控制); KRP较大时,电感电流斜率较急,CS采样端对噪声影响不明显;

变压器知识培训

变压器知识培训 1.定义:变换电能以及把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装臵。2.作用:升压、降压、隔离、整流、变频、倒相、阻抗匹配、逆变、储能、滤波等。 3.分类:电子变压器和电力变压器。 按工作频率(高频、低频)按用途(电源、音频、通信)按相位(单相、三相、多相)。按铁心结构(环型、EI型。R型、口字型、O型、) 4.变压器的主要材料:铁心和漆包线、骨架。 5.高低频变压器使用不同材料的原因: 5.1电阻率:具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。符号:ρ单位:Ω〃m 5.2铜损和铁损的不同,电阻率越大那么随着频率的升高,铜损和铁损越小 变压器铁损主要是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗组成。 1:Copper Loss銅損:電流流經線圈所產生之能量損失,此能量損失等於電流大小的平方乘上線圈的電阻(I2R),這些能量損失轉換成熱能. 2:Core Loss鐵(磁)損:鐵損是由於在鐵芯中的變更磁場所造成,這個損失與操作頻率及總流動的磁通量有關,總鐵損由三個成份組成,磁滯損(Hysteresis loss),渦流損(Eddy Current Loss)及殘留損(Residual Loss),這些損失因磁性材料不同而異,在如高功率及高頻率切換調整器和RF的設計需要小心選擇鐵芯種類以降低鐵損使電感表現最佳. A.磁滯損:鐵芯在低頻或直流時所產生(B-H Loop面積)的磁滯損,起自不可逆晶域(domain)壁移動能量.(磁滯曲線) B.渦流損:高頻率(>100KHz)運作時因磁場變化引起的感應電動勢在材料上引起渦電流所造成的能量損失.渦流損會同時出現在電感中的繞線及磁芯中,在繞線(導體)中的渦電流會促進兩種形式的損失:鄰近效應之損失及表面效應之損失,至於鐵損,可視為在一磁場中之磁力線周圍的一電場,是由交互的磁通量所產生,如果此磁性鐵芯具有導電性,則形成渦電流,因渦電流在一垂直於磁力線方向的平面流動,損失因而產生. C.殘余損:在低頻及低磁通時所存在的鐵芯損. 6.铁氧体磁材中的几个重要参数: 6.1电感系数:具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈产生的自感量 即AL=L/N2: L:装有磁芯的线圈的自感量(H) N:线圈匝数。 10-9H/N2(NH/ N2) 例:AL:250X10-9 H 300T L=22。5X10-3H 6.2品质因数:Q =WL/R M R是线圈和磁芯的呈现电阻。表示损耗包括磁芯损耗和铁心损耗。 Q与频率和绕线的参数有关。 6.3居里温度:磁性材料从铁磁性(亚铁磁性)到顺磁性的转变的转变温度或叫磁性消失温度。

双馈发电机工作基本知识

第七章双馈风力发电机工作原理 我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机,由于其定、转子都能向电网馈电,故简称双馈电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴,但是由于其具有独立的励磁绕组,可以象同步电机一样施加励磁,调节功率因数,所以又称为交流励磁电机,也有称为异步化同步电机。 同步电机由于是直流励磁,其可调量只有一个电流的幅值,所以同步电机一般只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三个:一是可调节的励磁电流幅值;二是可改变励磁频率;三是可改变相位。这说明交流励磁电机比同步电机多了两个可调量。 通过改变励磁频率,可改变发电机的转速,达到调速的目的。这样,在负荷突变时,可通过快速控制励磁频率来改变电机转速,充分利用转子的动能,释放或吸收负荷,对电网扰动远比常规电机小。 改变转子励磁的相位时,由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置上有一个位移,这就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位移,也就改变了电机的功率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅可调节无功功率,还可以调节有功功率。 交流励磁电机之所以有这么多优点,是因为它采用的是可变的交流励磁电流。但是,实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的,本章的主要内容讲述一种基于定子磁链定向的矢量控制策略,该控制策略可以实现机组的变速恒频发电而且可以实现有功无功的独立解耦控制,当前的主流双馈风力发电机组均是采用此种控制策

略。 一、双馈电机的基本工作原理 设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组,电机的极对数为p ,根据旋转磁场理论,当定子对称三相绕组施以对称三相电压,有对称三相电流流过时,会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个旋转磁场的转速1n 称为同步转速,它与电网频率 1f 及电机的极对数p 的关系如下: p f n 1 160= (3-1) 同样在转子三相对称绕组上通入频率为2f 的三相对称电流,所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为: p f n 2 260= (3-2) 由式3-2可知,改变频率2f ,即可改变2n ,而且若改变通入转子三相电流的相序,还可以改变此转子旋转磁场的转向。因此,若设1n 为对应于电网频率为50Hz 时双馈发电机的同步转速,而n 为电机转子本身的旋转速度,则只要维持 常数==±12n n n ,见式3-3,则双馈电机定子绕组的感应电势,如同在同步发电 机时一样,其频率将始终维持为1f 不变。 常数==±12n n n (3-3) 双馈电机的转差率1 1n n n S -=,则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为: S f pn f 12 260 == (3-4)

电子部品基础知识

常用电子部品知识 一、电阻 代码:R 单位:Ω(欧姆) 1、电阻的种类 常见的种类:金属膜电阻(RJ )、金属氧化膜电阻(RY )、碳膜电阻(RT )、线绕电阻(RX )、等。 电阻器的种类:固定电阻、可变电阻、热敏电阻、电位器。 金属膜电阻:体积小、噪声低、元件本身耐热;性能好,成本高。 线绕电阻:电阻值小而准;精密度较高,耐热性能好。 电阻的结构:电阻由碳膜、碳质、金属膜、金属氧化膜、瓷管引出端子组成。 热敏电阻:是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。是一种将温度变换成电量的敏感元件。主要用于温度控制、温度测量、温度补偿及过载保护等场合。 2、什么叫电阻器? 在电路中作降压作用,限制电流并且有一定的电阻值的元件称电阻器,简称电阻。作用:降压、限流;在电源电路中作为去耦电阻使用等,作用很多,电路中无处不使用电阻。 3、电阻的单位 一般用欧姆“Ω”表示,比其大的单位有千欧“K Ω”及兆欧“M Ω” 它们的换算关系: 1兆欧=1000 千欧=10 欧姆 1M Ω=1000K=10Ω 6 6

按外形区分:色环电阻、片状电阻、排阻。 按功能区分:固定电阻、热敏电阻、压敏电阻、可变电阻、电位器。 按功率区分:4/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W等,功率由形状大小可区分,体积越大,功率越大。 4、电阻的基本特征: 电阻器对于电路中流过的电流,电压的阻碍大小,也就是用来控制电路中的电流大小及电压高低,阻碍的大小为电阻器的电阻值也叫电阻值细标称值。5、电阻命名符号及意义 第一部分第二部分第三部分第四部分 主称材料分类序号 符号意义符号意义符号意义一般用数字表示产品的序号, R电阻器T炭膜1普通以区分外形尺寸和性能指标。 J金属膜2普通 Y氧化膜3超高频 H合成膜 4 高阻 S有机实心5高温 N无机实心6 I玻璃釉膜7精密 X线绕8高压 9特殊 G高功率 T可调 例如,RX22表示普通线绕电阻,RJ75表示精密金属膜电阻。常用的RJ为金属膜电阻;RX为线绕电阻;RT为炭膜电阻。 6、表示 ①、直标法 直标法是在表面上直接标志出它的标称值和允许偏差。这种表示法最为直

推挽式开关电源工作原理详解

推挽式开关电源工作原理详解整流输出推挽式变压器开关电源,由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。推挽式开关电源的两个开关器件有一个公共接地端,相对于半桥式或全桥式开关电源来说,驱动电路要简单很多。 工作原理 整流输出推挽式变压器开关电源,由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。因此,推挽式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波就可以达到非常小。 推挽电路中两个开关S1和S2交替导通,在绕组N1和N1两端分别形成相位相反的交流电压,改变占空比就可以改变输出电压。S1导通时,二极管VD1处于通态,电感L的电流逐渐上升。S2导通时,二极管VD2处于通态,电感L的电流也逐渐上升。当两个开关都关断时,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。S1和S2断态时承受的峰值电压均为2倍Ui。S1和S2同时导通,相当于变压器一次侧绕组短路,因此应避免两个开关同时导通。每个开关的占空比不能超过50%,还要留有死区。 由于推挽式变压器开关电源中的两个控制开关K1和K2轮流交替工作,其输出电压波形非常对称,并且开关电源在整个工作周期之内都向负载提供功率输出,因此,其输出电流瞬间响应速度很高,电

压输出特性很好。推挽式变压器开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源,它在输入电压很低的情况下,仍能维持很大的功率输出,所以推挽式变压器开关电源被广泛应用于低输入电压的DC/AC逆变器,或DC/DC转换器电路中。 推挽式开关电源经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,只需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。因此,推挽式开关电源是一个输出电压特性非常好的开关电源。 另外,推挽式开关电源的变压器属于双极性磁极化,磁感应变化范围是单极性磁极化的两倍多,并且变压器铁心不需要留气隙,因此,推挽式开关电源变压器铁心的导磁率比单极性磁极化的正激或反式开关电源变压器铁心的导磁率高很多倍;这样,推挽式开关电源变压器初、次级的线圈匝数可比单极性磁极化变压器初、次级的线圈匝数少一倍以上。所以,推挽式开关电源变压器的漏感以及铜阻损耗都比单极性磁极化变压器小很多,开关电源的工作效率很高。 推挽开关变换电路中,能量转换由两管交替控制,当输出相同功率时,电流仅是单端开关电源管的一半,因此开关损耗随之减小,效率提高。 推挽式开关电源的典型电路。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1 和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器

高频变压器知识

高频变压器知识 1 前言 电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁器件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kV A以上为大功率,10kV A至0.5kV A为中功率,0.5kV A至25V A为小功率,25V A 以下为微功率。传送功率不同,电源变压器的设计也不一样,应当是不言而喻的。有人根据它的主要功能是功率传送,把英文名称“Power Transformers”译成“功率变压器”,在许多文献资料中仍然在使用。究竟是叫“电源变压器”,还是叫“功率变压器”好呢?有待于科技术语方面的权威机构来选择决定。 同一个英文名称“Power Transformer”,还可译成“电力变压器”。电力变压器主要用于电力输配系统中起功率传送、电压变换和绝缘隔离作用,原边电压为6kVA以上的高压,功率最小5kV A,最大超过上万kV A。电力变压器和电源变压器,虽然工作原理都是基于电磁感应原理,但是电力变压器既强调功率传送大,又强调绝缘隔离电压高,无论在磁芯线圈,还是绝缘结构的设计上,都与功率传送小,绝缘隔离电压低的电源变压器有显著的差别,更不可能将电力变压器设计的优化设计条件生搬硬套地应用到电源变压器中去。电力变压器和电源变压器的设计方法不一样,也应当是不言而喻的。 高频电源变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的,工作频率比较低;传送功率比较小的,工作频率比较高。这样,既有工作频率的差别,又有传送功率的差别,工作频率不同档次的电源变压器设计方法不一样,也应当是不言而喻的。 如上所述,作者对高频电源变压器的设计原则、要求和程序不存在错误概念,而是在2003年7月初,阅读《电源技术应用》2003年第6期特别推荐的2篇高频磁性元件设计文章后,产生了疑虑,感到有些问题值得进一步商讨,因此才动笔写本文。正如《电源技术应用》主编寄语所说的那样:“具体地分析具体情况”,写的目的,是尝试把最难详细说明和选择的磁性元件之一的高频电源变压器的设计问题弄清楚。如有说得不对的地方,敬请几位作者和广大读者指正。 2 高频电源变压器的设计原则 高频电源变压器作为一种产品,自然带有商品的属性,因此高频电源变压器的设计原则和其他商品一样,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好。有时可能偏重性能和效率,有时可能偏重价格和成本。现在,轻、薄、短、小,成为高频电源的发展方向,是强调降低成本。其中成为一大难点的高频电源变压器,更需要在这方面下功夫。所以在高频电源变压器的“设计要点”一文中,只谈性能,不谈成本,不能不说是一大缺憾,如果能认真考虑一下高频电源变压器的设计原则,追求更好的性能价格比,传送不到10VA的单片开关电源高频变压器,应当设计出更轻、薄、短、小的方案来。不谈成本,市场的价值规律是无情的!许多性能好的产品,往往由于价格不能为市场接受而遭冷落和淘汰。往往一种新产品最后被成本否决。一些“节能不节钱”的产品为什么在市场上推广不开值得大家深思。 产品成本,不但包括材料成本,生产成本,还包括研发成本,设计成本。因此,为了节约时间,根据以往的经验,对高频电源变压器的铁损铜损比例、漏感与激磁电感比例原边和副边绕组损耗比例、电流密度提供一些参考数据,对窗口填充程度、绕组导线和结构推荐一些方案,有什么不好?为什么一定要按步就班的来回进行推算和仿真,才不是概念错误?作者曾在20世纪80年代中开发高频磁放大器式开关电源,以温升最低为条件,对高频电源

有关变压器的基础知识

小型变压器的简易计算: 1,求每伏匝数 每伏匝数=55/铁心截面 例如,铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米 故,每伏匝数=55/5.6=9.8匝 2,求线圈匝数 初级线圈n1=220╳9.8=2156匝 次级线圈n2=8╳9.8╳1.05=82.32 可取为82匝 次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降 3,求导线直径 要求输出8伏的电流是多少安?这里我假定为2安。 变压器的输出容量=8╳2=16伏安 变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安 初级线圈电流I1=20/220=0.09安 导线直径d=0.8√I 初级线圈导线直径d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米 次级线圈导线直径d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米 经桥式整流电容滤波后的电压是原变压器次级电压的1.4倍。 小型变压器的设计原则与技巧 小型变压器是指2kva以下的电源变压器及音频变压器。下面谈谈小型变压器设计原则与技巧。 1.变压器截面积的确定铁芯截面积a是根据变压器总功率p确定的。设计时,若按负载基本恒定不变,铁芯截面积相应可取通常计算的理论值即a=1.25 。如果负载变化较大,例如一些设备、某些音频、功放电源等,此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值,这样才能保证有足够的功率输出能力。 2.每伏匝数的确定变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10%~15%。例如一只35w电源变压器,通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕7.2匝,而实际只需每伏6匝就可以了,这样绕制后的变压器空载电流在25ma左右。通常适当减少匝数后,绕制出来的变压器不但可以降低内阻,而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦,还节省了成本,从而提高了性价比。 3.漆包线的线径确定线径应根据负载电流确定,由于漆包线在不同环境下电流差距较大,因此确定线径的幅度也较大。一般散热条件不太理想、环境温度比较高时,其漆包线的电流密度应取2a/mm2(线径)。如果变压器连续工作负载电流基本不变,但本身散热条件较好,再加上环境温度又不高,这样的漆包线取电流密度2?5a/mm2(线径),若变压器工作电流只有最大工作电流的1/2,这样的漆包线取电流密度3~3.5a/mm2(线径)。音频变压器的漆包线电流密度可取3?5~4a/mm2(线径)。这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。综上所述要想设计出性价比较高的变压器,铁芯的截面积只能大不能小;适当减少每伏的匝数;详细分析负载情况;合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践细心推敲,才能真正掌

变压器漏感知识

变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏磁的电感称为漏感。 变压器的基本知识 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到,它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途)变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有:电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等,变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。 一、变压器的基本原理 图1是变压器的原理简体图,当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1,它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2,同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近,从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级没接负载,初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通ф2,ф2的方向与ф1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电压E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率。 二、变压器的损耗 当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁心流动,因为铁心本身也是导体,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流,好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线,这些铜导线存在着电阻,电流流过时这电阻会消耗一定的功率,这部分损耗往往变成热量而消耗,我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。 由于变压器存在着铁损与铜损,所以它的输出功率永远小于输入功率,为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述,η=输出功率/输入功率。 三、变压器的材料 要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识,为此这里我就介绍一下这方面的知识。 1、铁心材料: 变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片,高硅片,的钢片中加入硅能降低钢片的导电性,增加电阻率,它可减少涡流,使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片,变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系,硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示,一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000,高硅片为12000-16000, 2、绕制变压器通常用的材料有 漆包线,沙包线,丝包线,最常用的漆包线。对于导线的要求,是导电性能好,绝缘漆层有足够耐热性能,并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线。 3、绝缘材料

电动机电感的基础知识

电动机电感的基础知识 电感基础知识 导体中的电流发生变化时,它周围的磁场就随着变化,并由此产生磁通量的变化,因而在导体中就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,此电动势即自感电动势。这种现象就叫做自感现象。 对应到永磁同步电机中,电机的电枢包含线圈和铁芯,当线圈通过电流i时,载流线圈将产生感应磁动势F,此时磁路中将通过一定的磁通量Φ,根据安倍环路定律和磁路欧姆定律: F=Ni(1.1) Φ= F R m (1.2) i——线圈中通过的电流,单位A; N——线圈匝数; F——磁路的磁动势,单位为A; Φ——磁通,单位为Wb; R m——磁路的磁阻,单位为A/Wb。 N匝线圈所链过的磁通量之和,称之为磁链Ψ,单位为Wb: Ψ=NΦ(1.3)单位电流所产生的线圈磁链称为电感L,单位为H; L=Ψ i (1.4) 根据磁路的磁阻: R m= l μA (1.5) l——磁路平均长度,单位m;μ——相对磁导率; A——磁路截面积,单位为m2;得出: L=N2μA l (1.6) 因此,电机电感仅与匝数、磁路结构、磁路饱和度有关,当电机制成以后,电感仅与磁路饱和度有关。电感可分为自感、互感、漏感。只存在单个线圈时,线圈的电感就是自感。 1.1自感 以电机三相绕组为例,A、B、C三相绕组同时通入电流时,会产生三相磁通ΦA、ΦB、ΦC,对应三相磁链为ΨA、ΨB、ΨC,A相磁链ΨA不仅会匝链A相绕组,也会匝链B相、C

相绕组。A相磁链ΨA匝链A相绕组产生感应电动势,称为自感,记作L AA,同理,B相和C相的自感记作L BB和L CC。 1.2互感 A相磁链ΨA匝链B相、C相绕组,称为互感,记作M BA、M CA。B相磁链ΨB匝链A相、C相绕组,称为互感,记作M AB、M CB。C相磁链ΨC匝链A相、B相绕组,称为互感,记作M AC、M BC。 1.3漏感 当两个线圈没有完全耦合时,其中一个线圈中的磁通会有一部分无法和另一个线圈相匝链,单位电流产生的这部分磁场大小可以用漏感来衡量。 绕组的磁链关系如图1.1所示。 图1绕组磁链图 M s2=L AAq−L AAd 2 (3.3.10)

变压器与电感知识

变压器与电感知识 能够产生自感、互感作用的器件均称为电感器件。电感器件是无线电设备中重要元件之一,它与电阻、电容、晶体二极管、晶体三极管等电子器件进行适当的配合,可构成各种功能的电子线路。 由于电感器一般由线圈构成,所以又称为电感线圈。为了增加Q值、缩小体积,线圈中常用软磁性材料做成磁芯。电感器有固定电感器、可变电感器、微调电感受器、色码电感器、平面电感器、集成电感器等。 在无线电整机中电感器主要是指各种线圈,对于与电感线圈相关的变压器、延迟线、滤波器等,在本节中将作必要说明。 1.电感线圈电感线圈是用绝缘导线(漆包线、纱包线、***导线等)一圈紧靠一图地绕制而成.在交流电路中,线圈有阻碍交流电流通过的作用,而对稳定的直流电压却不起作用(线罪状本身直流电阻例外)。所以线圈可以在交流电路中作阻流、变压、交连、负载等。当线圈和电容配合是时可作调谐、滤波、选频、分频、退耦等。 电感线圈在电路中常用英文字母“L”表示,电感量的单位是“亨利”,简称亨,常用英文字母“H”表示;比亨小的单位为毫亨,用英文字母mH表示;更小单位为微亨,用英文字母H 表示。它们之间的关系为:1H=103mH=106uH.(1)自感与互感。当交流电流通过电感线圈时,将在线圈的周围产生交变磁场,这个磁场能穿过线圈,并且在线圈中产生感应电动势。自感电动势的大小与磁通量的线圈的特性有磁,这种特性用自感系数来表示。电感受。电感受量是表示电感数值大小的量,一般称之为电感。 电感线圈的自感工作原理:线圈(电感)中的自感电动势的方向将要阻碍原磁场的变化,这是因为原有的磁场是线圈中的电流产生的,自感受电动热阻碍通过线圈的电流发生变化,这种阻碍作用就是电感的感抗,其单位欧姆()。感抗的大小与线圈的电流感量的大小和通过电感线圈的交流频率有关,电感量越大,他所形成的感抗也就越大。同一电感量下,交流电流的频率越高,感抗也就越大。它们的关系可下列公式说明:XL=2fL式中XL——感抗;f——电流的频率;L ——电感量。 电感线圈的互感工作原理:在通过交流的电感线圈的交变磁场中,放置另一个电感线圈,交变磁场中的磁力线将穿过这个线圈,并且在该线圈中产生感应电动势,我们将这种现象称之为互感。一般将原电线称为初级圈的互感量有关,初、次级线圈之间的相互作用称为耦合(系数)。耦合系数与两线圈的位置、方式、有无磁芯等因素有关。两线圈的是感量与两线圈之间的耦合系数有关,电感线圈的互感原理也就是常见的变压器原理。 (2)电感线圈的作用。电感的作用如下两点: 1)阻流作用:线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化相对抗。主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。 2)调谐与选频作用:电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。即电路的固有振荡频

西门子变频器产品知识总结

西门子变频器产品知识总结 1.进线电抗器的作用:抑制谐波电流,防止过载 出线电抗器(电机电抗器)作用:减小电机电缆的容性漏电流;减小输出侧的电压上升率 进线滤波器的作用:提高变频装置的抗射频干扰能力/等级 2.CF卡的作用:保存变频器参数、固件信息、证书 3.变频器的三种控制模式及其相应的控制电机种类: a.伺服模式:位置控制,控制同步伺服电机&异步伺服电机,有电流环、 速度环、位置环; b.矢量模式:速度控制,分为闭环矢量控制(VC)&无编码器矢量模式 (SLVC),控制同步电机&异步电机,有电流环、速度环; c.V/f模式:速度控制,精度在三种模式中最低,不带编码器,控制同 步电机&异步电机,只有电流环,总体属于开环控制,其他两种模式为闭环控制。 4.G150变频器A型/C型柜的区别:A型柜是可根据需要安装所有组件; 而C型柜是不带输入侧组件,空间极为紧凑。 5.S120选件: 控制面板选件:AOP30、BOP20 扩展板选件:TB30、CBC10(CAN总线)、CBE20(Profinet) 扩展模块选件:TM31 编码器选件:SMC10(旋转变压器)、SMC20(绝对编码器)、SMC30(增量编码器) 6.电机制动: a.直流制动:给定子通直流电达到制动的目的,制动转矩不稳定,掉

电后无法工作; b.电阻制动:通过加制动电阻将电能转化成热能进行消耗达到制动的 目的,制动转矩稳定,掉电后可以继续工作; c.再生反馈制动:将再生电能反馈到电网中达到制动的目的,制动转矩 稳定,掉电后无法工作。 7.电压提升: 三种方式:p1210---持续电压提升 p1211---加速时进行电压提升 p1212---首次启动时进行电压提升 什么时候需要电压提升:V/f控制模式下,当变频器输出频率为0时,其输出电压也为0,而电压为0时可能无法产生转矩,此时需要电压提升。 举例说明哪些情况下用电压提升:0转速时需要带负载;0转速时进行电机磁化;产生启动/制动/加速转矩时;对绕组和电源电缆中的欧姆损耗进行补偿。 8.抱闸逻辑: 电机上电后,变频器开始发出磁化指令,经过磁化时间后,变频器发出打开抱闸指令,会有一个固定时间-抱闸打开时间,在这段时间内抱闸必须打开,等抱闸打开时间结束,变频器开始发出斜坡函数指令,电机开始加速至转速设定值,运行了一段时间以后,变频器给出OFF 指令,此时将会发生以下两种情况: a.OFF1&OFF3:电机转速会随着设定的斜坡函数曲线减速,当减速到 一定阈值下,变频器会给出一个抱闸关闭指令,此时会有一个固定时间-抱闸关闭时间,抱闸必须在这段时间内关闭,当抱闸关闭时间结束,电机停止励磁,此时电机掉电; b.OFF2:电机掉电,同时停止励磁,此时变频器直接给出抱闸关闭指

RCD吸收电路参数的计算知识讲解

RCD吸收电路参数的计算 ——根据资料整理在电路中大多数尖峰毛刺等都是由于变压器的漏感或布线等分布电感在突变电流的作用下产生的,在开关管关断过程中,变压器的漏感及导线的分布电感中的电流就会在开关管上产生电压尖峰,而变压器的漏感虽然可以通过合理的电路设计和绕制方式使之减小,但是不可消除的。设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的。在匝比较接近的一些设计中,漏感可以设计的很小,但在大多数反激电源中,由于匝比较大,因此即使采用合理的方法,漏感也只能控制在初级电感的2%左右。 在实际工作中,漏感与励磁电感串联。励磁电感能量可通过理想变压器耦合到副边,而漏感因为不耦合,能量不能传递到副边,因此在开关管关断时,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电路电压过冲和振荡,影响电路工作性能,还会引起EMI问题,严重时会烧毁器件,为了防止上述情况的出现,需要增加RCD吸收电路,引入RCD钳位电路的目的是消耗掉漏感中储存的能量,但一定要注意不能消耗主励磁电感能量,否则会降低电路效率。 计算吸收电路的参数,首先需要确定漏感中储存的能量,因为漏感中储存的能量是我们想要吸收掉的,单周期内漏感中的能量可以根据下式计算: E=0.5×Ls×Ip×Ip 其中:Ip为MOS管关断时开关管的峰值电流,Ls为变压器漏感 在实际应用中,吸收电容的一端是直接接在输入电源正级,因此吸收电容上电压只有两部分:反射电压(输出电压除以变压器匝比)、漏感引起的冲击电压。我们可以认为在MOS管关断时候吸收电容上电压很快升高到设计的最高值,然后二极管截止,电容上电压通过电阻放电,电压会越来越低。在MOS管关断期间内,要保证电容上电压不会低于反射电压。这是因为,如果电阻放电过快在MOS管关断时间内电容上电压降低到反射电压,那么RCD吸收电容及电阻就等效并联在了变压器的副边,消耗的将是期望传递到副边的能量,将降低模块的效率。这个时候从吸收电容上可以看到,MOS管关断期间内,吸收电容上电压出现了平台。 由于漏感的能量在MOS管关断时需要由吸收电容来承受,电容如果选择的太小,漏感能量吸收后,电压升高的仍会比较高,起不到吸收的作用。我们可以根据期望的最高电压来进行设计,比如说我们知道反射电压为U1,期望的过充电压为U2,并且希望在开关管开始时,电容上的电压恰好放电到反射电压,这样可以计算吸收电容的数值。这是因为在每个开关周期内,电容电压变化产生的能量差与漏感中的能量基本是一致的(见备注1),因此有下式 0.5×Ls×Ip×Ip=0.5×C×(U1+U2)×(U1+U2)-0.5×C×U1×U1 在上式中,漏感是可以测量的,Ip也是可以计算的,U1是以知的,U2是可以期望的,因此就可以计算吸收电容的值。 确定吸收电容后,可以根据电容的放电公式计算吸收电阻。电容放电公式: U2=U1*exp(-t/τ) t=截止时间(按照最小占空比计算), 根据上式可以计算τ值,然后根据公式τ=RC来计算吸收电阻。 通过上面的方法计算可以初步得到RC的值,具体的吸收电路的参数还要经过实际的调试才能得到最优的效果。 备注1、

家电维修安全小知识_修理

关于家电维修的安全小知识_修理 关于家电修理的平安小学问_修理 家庭常见问题包括各式灯具、开关、插座、门窗等,学会简洁修理能省钱省事。这里我为大家整理了关于关于家电修理的平安小学问,便利大家学习了解,盼望对您有关心! 关于家电修理的平安小学问 1.电源插座最好不要放在桌面上,而是安装在工作桌对面的墙上或直立在木板上。严禁把电源插座放在脚可能触及的地方。 2.操作台面及四周地面最好铺上绝缘橡皮。这不但可以削减触电的危急,也可以避开一些家电的外壳不当心被磕碰。 3.操作台面上应尽量少放工具,最好将工具集中放在一个盘子里面。这样既便利操作,也可以防止拆卸的零件丢失或发生意外事故。不常用的工具应放在抽屉里。 4.桌面上还应放一个盘子,特地盛放废弃的线头等其他物品。 5.在修理中,有时会用到酒精或者松香水等,这些是易燃品,不用时应盖好,放在平安的地方。 6.为了保证修理桌面的平安和便利,照明灯最好使用吊灯,尽量不用台灯。 7.修理工作间的总电源应安装断路器和漏电爱护器。保险丝应当接在火线上。 8.由于金属导电的缘由,要求修理的工作台和椅子不得使用金属制

品。 9.工作桌的总电源开关应接在火线上,并放在顺手可及的`地方,以便紧急时可准时切断总电源。 10.凡是铺设在地面上的电源均应使用橡皮电缆。 11.工作间应有爱护用的接地线,并连接到工作台。接地线要粗,否则就起不到爱护作用,不要用中线作为爱护用的接地线,在难以埋设地线的地方,可以用暖气管或者自来水管代替,同时要确认这些管子有一部分是埋在地下的。 12.重视和做好防静电措施,接触线路板或电子元器件时,应戴好专用的防静电手腕,并牢靠接地。 13.工作间里应配备灭火器。 14.假如使用自耦变压器,应当留意把地线接到公共端。接线柱四周应缠上绝缘胶布。最好把变压器放到绝缘匣子里。 15.修理底板带电的电器时,应用隔离变压器供电。 16.在工作期间,不要为贪图凉快,让吹风机对着工作台面吹,这很简单引起意外事故。 家电修理的平安学问 1,大家都知道,由于金属材料导电性的缘由,维护操作台,桌椅不行应用金属制造,以防触电事故。 2,修理工作中周边的餐桌和路面遮盖绝缘层硫化橡胶是最好是的。这不但能够降低高压电击的风险性,并且能够防止一些电器产品机壳一不当心撞的。

变压器的负载运行电力配电知识

变压器的负载运行 - 电力配电学问 变压器的一次绕组接到沟通电源,二次绕组接到负载阻抗Zl时,二次绕组中便有电流流过,这种状况称为变压器的负载运行,如图2—8所示。图中各量的正方向按惯例规定如下:il的正方向与电源电压u1的正方向全都,主磁通φ的正方向与i1的正方向符合右手螺旋关系,e1、e2的正方向与φ的正方向亦符合右手螺旋关系;i2的正方向与e2的正方向全都,u2的正方向与i2流人Zl的正方向全都。 一、磁动势平衡和能量传递 当二次绕组通过负载阻抗Zl闭合时,在感应电动势e2的作用下,二次绕组中便有电流i2流过,i2将产生磁动势N2i2。由于磁动势N2i2的作用,铁心内的主磁通φ趋于转变;相应地一次绕组的电动势e1亦趋于转变,并引起一次绕组电流i1发生变化。考虑到电源电压u1=常值时,主磁通φm≈常值,故一次绕组电流将变成 即i1中除用以产生主磁通Φm的激磁电流im外,还将增加一个负载重量i1L,以抵消二次绕组电流i2的作用,换言之,i1L产生的磁动势N1i1L应与i2所产生的磁动势N2i2相等、相反,即 此关系称为磁动势平衡关系。 再考虑到一次、二次绕组的电动势之比为,于是

式中,左端的负号表示输人功率,右端的正号表示输出功率。上式说明,通过一次、二次绕组的磁动势平衡和电磁感应关系,一次绕组从电源吸取的电功率就传递到二次绕组,并输出给负载.这就是变压器进行能量传递的原理。 二、磁动势方程 把式(2—13)两边乘以Nl,可得 N1i1=N1im十N1i1L 再把N1i1L=-N2i2可得 N1i1十N2i2=N1iM (2—16) 上式就是变压器的磁动势方程。式(2—l6)表明,负载时用以建立主磁通的激磁磁动势是一次和二次绕组的合成磁动势。式中的im取决于负载时主磁通的幅值,一般来说,它与空载时的值稍有差别。 正常负载时,i1和i2都随时间正弦变化,此时磁动势方程可用复数表示为:

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