高頻電源變壓器的設計原則、要求和程序
發布時間:2011-02-25 來源:中華電源網
中心議題:
- 高頻電源變壓器的設計原則
- 高頻電源變壓器的設計要求
- 高頻電源變壓器的設計程序
1 高頻電源變壓器的設計原則
高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi作zuo為wei一yi種zhong產chan品pin,自zi然ran帶dai有you商shang品pin的de屬shu性xing,因yin此ci高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de設she計ji原yuan則ze和he其qi他ta商shang品pin一yi樣yang,是shi在zai具ju體ti使shi用yong條tiao件jian下xia完wan成cheng具ju體ti的de功gong能neng中zhong追zhui求qiu性xing能neng價jia格ge比bi最zui好hao。有you時shi可ke能neng偏pian重zhong性xing能neng和he效xiao率lv,有you時shi可ke能neng偏pian重zhong價jia格ge和he成cheng本ben。現xian在zai,輕qing、薄、短、小xiao,成cheng為wei高gao頻pin電dian源yuan的de發fa展zhan方fang向xiang,是shi強qiang調tiao降jiang低di成cheng本ben。其qi中zhong成cheng為wei一yi大da難nan點dian的de高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi,更geng需xu要yao在zai這zhe方fang麵mian下xia功gong夫fu。所suo以yi在zai高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de“設計要點”一yi文wen中zhong,隻zhi談tan性xing能neng,不bu談tan成cheng本ben,不bu能neng不bu說shuo是shi一yi大da缺que憾han,如ru果guo能neng認ren真zhen考kao慮lv一yi下xia高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de設she計ji原yuan則ze,追zhui求qiu更geng好hao的de性xing能neng價jia格ge比bi,傳chuan送song不bu到dao10VA的單片開關電源高頻變壓器,應當設計出更輕、薄、短、小的方案來。不談成本,市場的價值規律是無情的!許多性能好的產品,往往由於價格不能為市場接受而遭冷落和淘汰。往往一種新產品最後被成本否決。一些“節能不節錢”的產品為什麼在市場上推廣不開值得大家深思。
產(chan)品(pin)成(cheng)本(ben),不(bu)但(dan)包(bao)括(kuo)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben),生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben),還(hai)包(bao)括(kuo)研(yan)發(fa)成(cheng)本(ben),設(she)計(ji)成(cheng)本(ben)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)節(jie)約(yue)時(shi)間(jian),根(gen)據(ju)以(yi)往(wang)的(de)經(jing)驗(yan),對(dui)高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)損(sun)銅(tong)損(sun)比(bi)例(li)、漏感與激磁電感比例、原邊和副邊繞組損耗比例、電dian流liu密mi度du提ti供gong一yi些xie參can考kao數shu據ju,對dui窗chuang口kou填tian充chong程cheng度du,繞rao組zu導dao線xian和he結jie構gou推tui薦jian一yi些xie方fang案an,有you什shen麼me不bu好hao?為wei什shen麼me一yi定ding要yao按an步bu就jiu班ban地di來lai回hui進jin行xing推tui算suan和he仿fang真zhen,才cai不bu是shi概gai念nian錯cuo誤wu?作zuo者zhe曾zeng在zai20世紀80niandaizhongkaifagaopincifangdaqishikaiguandianyuan,yiwenshengzuidiweitiaojian,duigaopindianyuanbianyaqijinxingguoyouhuasheji。youyurezunanyiqueding,jieguoyushizhiyangpinxiangchashenyuan,budebuzaicixiuzheng。xianzaiyouxiegongsidecixinchanpinshuomingshuzhong,weilesuoduanyonghushejigaopindianyuanbianyaqideshijian,youdeliechujianhuadeshejigongshi,youdeyongbiaoliechucixinzaimouzhonggongzuopinlvxiadechuansonggonglv。zhezhongjiweiyonghuzhexiang,youtuiguanggongsichanpindeshuangyingxingwei,shiwanquanfuheshichangguilvdexingwei,juebushishenmexuyaobianxidecuowugainian。wentishitigongdecankaoshuju,tuijiandefanganshifoushijingyandezongjie?youmeiyoupubianxing?baokuo“辨析”一文中提出的一些說法,都需要經過實踐檢驗,才能站得住腳。
總之,千萬記住:高頻電源變壓器是一種產品(即商品),設(she)計(ji)原(yuan)則(ze)是(shi)在(zai)具(ju)體(ti)的(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)下(xia)完(wan)成(cheng)具(ju)體(ti)的(de)功(gong)能(neng)中(zhong)追(zhui)求(qiu)性(xing)能(neng)價(jia)格(ge)比(bi)最(zui)好(hao)。檢(jian)驗(yan)設(she)計(ji)的(de)唯(wei)一(yi)標(biao)準(zhun)是(shi)設(she)計(ji)出(chu)的(de)產(chan)品(pin)能(neng)否(fou)經(jing)受(shou)住(zhu)市(shi)場(chang)的(de)考(kao)驗(yan)。
2 高頻電源變壓器的設計要求
以設計原則為出發點,可以對高頻電源變壓器提出4項設計要求:使用條件,完成功能,提高效率,降低成本。
2.1 使用條件
使用條件包括兩方麵內容:可靠性和電磁兼容性。以前隻注意可靠性,現在由於環境保護意識增強,必須注意電磁兼容性。
kekaoxingshizhizaijutideshiyongtiaojianxia,gaopindianyuanbianyaqinengzhengchanggongzuodaoshiyongshoumingweizhi。yibanshiyongtiaojianduigaopindianyuanbianyaqiyingxiangzuidadeshihuanjingwendu。youxieruancicailiao,julidianbijiaodi,duiwendumingan。liru:錳鋅軟磁鐵氧體,居裏點隻有215℃,其磁通密度,磁導率和損耗都隨溫度發生變化,故除正常溫度25℃外,還要給出 60℃,80℃,100℃時的各種參考數據。因此,將錳鋅軟磁鐵氧體磁芯的工作溫度限製在100℃以下,也就是環境溫度為40℃時,溫升隻允許低於 60℃,相當於A級絕緣材料溫度。與錳鋅軟磁鐵氧體磁芯相配套的電磁線和絕緣件,一般都采用E級和B級絕緣材料,采用H級絕緣的三重絕緣電磁線和聚酰胺薄膜,是不是大材小用?成本增加多少?是不是因為H級絕緣的高頻電源變壓器優化的設計方案,可以使體積減少1/2~1/3的緣故?如果是,請舉具體實例數據。作者曾開發H級絕緣工頻50Hz,10kVA幹式變壓器,與B級絕緣工頻50Hz,10kVA幹式變壓器相比,體積減小15%到20%,已經相當可觀了。本來體積就比較小的高頻100kHz10VA高頻電源變壓器,如次級繞組采用三重絕緣線,能把體積減小1/2~1/3,那一定是很寶貴的經驗。請有關作者詳細介紹優化設計方案,以便廣大讀者學習。
電dian磁ci兼jian容rong性xing是shi指zhi高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi既ji不bu產chan生sheng對dui外wai界jie的de電dian磁ci幹gan擾rao,又you能neng承cheng受shou外wai界jie的de電dian磁ci幹gan擾rao。電dian磁ci幹gan擾rao包bao括kuo可ke聞wen的de音yin頻pin噪zao聲sheng和he不bu可ke聞wen的de高gao頻pin噪zao聲sheng。高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi是shi磁ci芯xin的de磁ci致zhi伸shen縮suo。磁ci致zhi伸shen縮suo大da的de軟ruan磁ci材cai料liao,產chan生sheng的de電dian磁ci幹gan擾rao大da。例li如ru,錳meng鋅xin軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti,磁ci致zhi伸shen縮suo係xi數shuλS為21×10-6,是取向矽鋼的7倍以上,是高磁導坡莫合金和非晶合金的20倍以上,是微晶納米晶合金的10beiyishang。yincimengxinruancitieyangticixinchanshengdedianciganraoda。gaopindianyuanbianyaqichanshengdianciganraodezhuyaoyuanyinhaiyoucixinzhijiandexiliheraozudaoxianzhijiandechili。zhexielidebianhuapinlvyugaopindianyuanbianyaqidegongzuopinlvyizhi。yinci,gongzuopinlvwei100kHz左右的高頻電源變壓器,沒有特殊原因是不會產生20kHz以下音頻噪聲的。既然提出10W以下單片開關電源的音頻噪聲頻率,約為10kHz~20kHz,一yi定ding有you其qi原yuan因yin。由you於yu沒mei有you畫hua出chu噪zao聲sheng頻pin譜pu圖tu,具ju體ti原yuan因yin說shuo不bu清qing楚chu,但dan是shi由you高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi本ben身shen產chan生sheng的de可ke能neng性xing不bu大da,沒mei有you必bi要yao采cai用yong玻bo璃li珠zhu膠jiao合he劑ji粘zhan合he磁ci芯xin。至zhi於yu采cai用yong這zhe種zhong粘zhan合he工gong藝yi可ke將jiang音yin頻pin噪zao聲sheng降jiang低di5dB,請給出實例與數據以及對噪聲原因的詳細說明,才會令人可信。
pingbishifangzhidianciganrao,zengjiagaopindianyuanbianyaqidiancijianrongxingdehaobanfa。danshiweilezuzhigaopindianyuanbianyaqidedianciganraochuanbo,zaishejicixinjiegouheshejiraozujiegouyeyingdangcaiquxiangyingdecuoshi,zhikaojiawaipingbidaibingbuyidingshizuijiafangan,yinweitazhinengzuzhifusheganrao,bunengzuzhichuandaoganrao。
2.2 完成功能
高頻電源變壓器完成功能有3個:功gong率lv傳chuan送song,電dian壓ya變bian換huan和he絕jue緣yuan隔ge離li。功gong率lv傳chuan送song有you兩liang種zhong方fang式shi。第di一yi種zhong是shi變bian壓ya器qi功gong率lv的de傳chuan送song方fang式shi,加jia在zai原yuan繞rao組zu上shang的de電dian壓ya,在zai磁ci芯xin中zhong產chan生sheng磁ci通tong變bian化hua,使shi副fu繞rao組zu感gan應ying電dian壓ya,從cong而er使shi電dian功gong率lv從cong原yuan邊bian傳chuan送song到dao副fu邊bian。在zai功gong率lv傳chuan送song過guo程cheng中zhong,磁ci芯xin又you分fen為wei磁ci通tong單dan方fang向xiang變bian化hua和he雙shuang方fang向xiang變bian化hua兩liang種zhong工gong作zuo模mo式shi。單dan方fang向xiang變bian化hua工gong作zuo模mo式shi,磁ci通tong密mi度du從cong最zui大da值zhiBm變化到剩餘磁通密度Br,或者從Br變化到Bm。磁通密度變化值ΔB=Bm-Br。為了提高ΔB,希望Bm大,Br小。雙方向變化工作模式磁通度從+Bm變化到-Bm,或者從-Bm變化到+Bm。磁通密度變化值ΔB=2Bm,為了提高ΔB,希望Bm大,但不要求Br小xiao,不bu論lun是shi單dan方fang向xiang變bian化hua工gong作zuo模mo式shi還hai是shi雙shuang方fang向xiang變bian化hua工gong作zuo模mo式shi,變bian壓ya器qi功gong率lv傳chuan送song方fang式shi都dou不bu直zhi接jie與yu磁ci芯xin磁ci導dao率lv有you關guan。第di二er種zhong是shi電dian感gan器qi功gong率lv傳chuan送song方fang式shi,原yuan繞rao組zu輸shu入ru的de電dian能neng,使shi磁ci芯xin激ji磁ci,變bian為wei磁ci能neng儲chu存cun起qi來lai,然ran後hou通tong過guo去qu磁ci使shi副fu繞rao組zu感gan應ying電dian壓ya,變bian成cheng電dian能neng釋shi放fang給gei負fu載zai。傳chuan送song功gong率lv決jue定ding於yu電dian感gan磁ci芯xin儲chu能neng,而er儲chu能neng又you決jue定ding於yu原yuan繞rao組zu的de電dian感gan。電dian感gan與yu磁ci芯xin磁ci導dao率lv有you關guan,磁ci導dao率lv高gao,電dian感gan量liang大da,儲chu能neng多duo,而er不bu直zhi接jie與yu磁ci通tong密mi度du有you關guan。雖sui然ran功gong率lv傳chuan送song方fang式shi不bu同tong,要yao求qiu的de磁ci芯xin參can數shu不bu一yi樣yang,但dan是shi在zai高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi設she計ji中zhong,磁ci芯xin的de材cai料liao和he參can數shu的de選xuan擇ze仍reng然ran是shi設she計ji的de一yi個ge主zhu要yao內nei容rong。在zai電dian源yuan變bian壓ya器qi“設計要點”一文中,很遺憾缺少這一個主要內容。隻是在“交流損耗”一條中,提出BAC典型值為 0.04~0.075T。顯然,文中的高頻電源變壓器是采用電感功率傳送方式,為什麼不提磁導率,而提BAC弄不清楚。經查閱,在《電源技術應用》 2003年1/2期,同一主要作者寫的開關電源“設計要點”一文中,列出了“磁芯的選擇”,也沒有提磁導率,隻是提出最大磁通密度Bm為0.275T。由於沒有畫磁通密度變化波形,弄不清楚前文中的BAC和後文中的Bm是否一致:為什麼BAC和Bm相差6.8~3.7倍?更不清楚,選的是哪一種軟磁鐵氧體材料?為什麼選這種型號?兩文中都沒有一點說明,隻好讓讀者自己去猜想了。
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電dian壓ya變bian換huan通tong過guo原yuan邊bian和he副fu邊bian繞rao組zu匝za數shu比bi來lai完wan成cheng。不bu管guan功gong率lv傳chuan送song是shi哪na一yi種zhong方fang式shi,原yuan邊bian和he副fu邊bian的de電dian壓ya變bian換huan比bi等deng於yu原yuan繞rao組zu和he副fu繞rao組zu匝za數shu比bi,隻zhi要yao不bu改gai變bian匝za數shu比bi,就jiu不bu影ying響xiang電dian壓ya變bian換huan。但dan是shi,繞rao組zu匝za數shu與yu高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de漏lou感gan有you關guan。漏lou感gan大da小xiao與yu原yuan繞rao組zu匝za數shu的de平ping方fang成cheng正zheng比bi。有you趣qu的de是shi,漏lou感gan能neng不bu能neng規gui定ding一yi個ge數shu值zhi?《電源技術應用》 2003年第6期同時刊登的兩篇文章有著不同的說法。“設計要點”一文中說:“對於一符合絕緣及安全標準的高頻變壓器,其漏感量應為次級開路時初級電感量的1%~3%”。“辨析”一文中說:“在很多技術單上,標注著漏感=1%的磁化電感或漏感《2%的de磁ci化hua電dian感gan等deng類lei似si的de技ji術shu要yao求qiu。其qi實shi這zhe種zhong寫xie法fa或huo設she計ji標biao準zhun很hen不bu專zhuan業ye。電dian源yuan設she計ji者zhe應ying當dang根gen據ju電dian路lu正zheng常chang工gong作zuo要yao求qiu,對dui所suo能neng接jie受shou的de漏lou感gan值zhi作zuo一yi個ge數shu值zhi限xian製zhi。在zai製zhi作zuo變bian壓ya器qi的de過guo程cheng中zhong,應ying在zai不bu使shi變bian壓ya器qi的de其qi他ta參can數shu(如匝間電容等)變差的情況下盡可能減小漏感值,而非給出漏感與磁化電感的比例關係作為技術要求”。“否則這將表明你不理解漏感知識或並不真正關心實際的漏感值”。雖sui然ran兩liang篇pian文wen章zhang說shuo法fa不bu一yi樣yang,但dan是shi有you一yi點dian是shi共gong同tong的de,就jiu是shi盡jin可ke能neng減jian小xiao漏lou感gan值zhi。因yin為wei漏lou感gan值zhi大da,儲chu存cun的de能neng量liang也ye大da,在zai電dian源yuan開kai關guan過guo程cheng中zhong突tu然ran釋shi放fang,會hui產chan生sheng尖jian峰feng電dian壓ya,增zeng加jia開kai關guan器qi件jian承cheng受shou的de電dian壓ya峰feng值zhi,對dui絕jue緣yuan不bu利li,也ye產chan生sheng附fu加jia損sun耗hao和he電dian磁ci幹gan擾rao。
絕(jue)緣(yuan)隔(ge)離(li)通(tong)過(guo)原(yuan)邊(bian)和(he)副(fu)邊(bian)繞(rao)組(zu)的(de)絕(jue)緣(yuan)結(jie)構(gou)來(lai)完(wan)成(cheng)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)繞(rao)組(zu)之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan),必(bi)須(xu)增(zeng)加(jia)兩(liang)個(ge)繞(rao)組(zu)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li),從(cong)而(er)降(jiang)低(di)繞(rao)組(zu)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)程(cheng)度(du),使(shi)漏(lou)感(gan)增(zeng)大(da)。還(hai)有(you),原(yuan)繞(rao)組(zu)一(yi)般(ban)為(wei)高(gao)壓(ya)繞(rao)組(zu),匝(za)數(shu)不(bu)能(neng)太(tai)少(shao),否(fou)則(ze),匝(za)間(jian)或(huo)者(zhe)層(ceng)間(jian)電(dian)壓(ya)相(xiang)差(cha)大(da),會(hui)引(yin)起(qi)局(ju)部(bu)短(duan)路(lu)。這(zhe)樣(yang),匝(za)數(shu)有(you)下(xia)限(xian),使(shi)漏(lou)感(gan)也(ye)有(you)下(xia)限(xian)。總(zong)之(zhi),在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)絕(jue)緣(yuan)結(jie)構(gou)和(he)總(zong)體(ti)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)中(zhong),要(yao)統(tong)籌(chou)考(kao)慮(lv)漏(lou)感(gan)和(he)絕(jue)緣(yuan)強(qiang)度(du)問(wen)題(ti)。
2.3 提高效率
提高效率是對電源和電子設備的普遍要求。雖然從單個高頻電源變壓器來看,損耗不大。例如,100VA高頻電源變壓器,效率為98%時,損耗隻有 2W,並不多。但是成十萬個,成百萬個高頻電源變壓器,總損耗可能達到上100kW,甚至上MW。還有,許多高頻電源變壓器一直長期運行,年總損耗相當可觀,有可能達到上10GW·h。這樣,提高高頻電源變壓器效率,可以節約電力。節約電力後,可以少建發電站。少建發電站後,可以少消耗煤和石油,可以少排放CO2,SO2,NOx,廢fei氣qi,廢fei水shui,煙yan塵chen和he灰hui渣zha,減jian少shao對dui環huan境jing的de汙wu染ran。既ji具ju有you節jie約yue能neng源yuan,又you具ju有you環huan境jing保bao護hu的de雙shuang重zhong社she會hui經jing濟ji效xiao益yi。因yin此ci,提ti高gao效xiao率lv是shi高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi一yi個ge主zhu要yao的de設she計ji要yao求qiu,一yi般ban效xiao率lv要yao提ti高gao到dao95%以上,損耗要減少到5%以下。高頻電源變壓器損耗包括磁芯損耗(鐵損)和繞組損耗(銅損)。有(you)人(ren)關(guan)心(xin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)損(sun)和(he)銅(tong)損(sun)的(de)比(bi)例(li)。這(zhe)個(ge)比(bi)例(li)是(shi)隨(sui)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)的(de)。如(ru)果(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)外(wai)加(jia)電(dian)壓(ya)不(bu)變(bian),工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)越(yue)低(di),繞(rao)組(zu)匝(za)數(shu)越(yue)多(duo),銅(tong)損(sun)越(yue)大(da)。因(yin)此(ci)在(zai)50Hz工頻下,銅損遠遠超過鐵損。例如:50Hz,100kVAS9型三相油浸式矽鋼電力變壓器,銅損為鐵損的5倍左右。 50Hz,100kVASH11型三相油浸式非晶合金電力變壓器,銅損為鐵損的20倍左右。並不存在“辨析”一yi文wen中zhong所suo說shuo那na樣yang,工gong頻pin變bian壓ya器qi從cong熱re穩wen定ding熱re均jun勻yun角jiao度du出chu發fa,把ba銅tong損sun等deng於yu鐵tie損sun作zuo為wei經jing驗yan設she計ji規gui則ze。隨sui著zhe工gong作zuo頻pin率lv升sheng高gao,繞rao組zu匝za數shu減jian少shao,雖sui然ran由you於yu趨qu表biao效xiao應ying和he鄰lin近jin效xiao應ying存cun在zai而er使shi繞rao組zu損sun耗hao增zeng加jia,但dan是shi總zong的de趨qu勢shi是shi銅tong損sun隨sui著zhe工gong作zuo頻pin率lv升sheng高gao而er下xia降jiang。而er鐵tie損sun包bao括kuo磁ci滯zhi損sun耗hao和he渦wo流liu損sun耗hao,隨sui著zhe工gong作zuo頻pin率lv升sheng高gao而er迅xun速su增zeng大da。在zai某mou一yi段duan工gong作zuo頻pin率lv,有you可ke能neng出chu現xian銅tong損sun和he鐵tie損sun相xiang等deng的de情qing況kuang,超chao過guo這zhe一yi段duan工gong作zuo頻pin率lv,鐵tie損sun就jiu大da於yu銅tong損sun。造zao成cheng鐵tie損sun不bu等deng於yu銅tong損sun的de原yuan因yin,也ye並bing不bu象xiang“辨析”一文中所說那樣是由於“高頻變壓器采用非常細的漆包線作為繞組”。daoxiancuxidexuanze,suiranshouqubiaoxiaoyingyingxiang,danzhuyaoyougaopindianyuanbianyaqidechuansonggonglvlaijueding,yugongzuopinlvbucunzaizhijieguanxi。erqie,xuanyongfeichangxideqibaoxianzuoweiraozu,fanerhuizengjiatongsun,yanhuantongsundexiajiangqushi。shuobudingzaishejixuandingdegongzuopinlvxia,haiyoukenengchuxiantongsundengyutiesundeqingkuang。genjuyoudeziliaojieshao,zhongxiaogonglvgaopindianyuanbianyaqidegongzuopinlvzai100kHz左右,鐵損已經大於銅損,而成為高頻電源變壓器損耗的主要部分。
zhengyinweitiesunshigaopindianyuanbianyaqisunhaodezhuyaobufen,yincigenjutiesunxuanzecixincailiaoshigaopindianyuanbianyaqishejideyigezhuyaoneirong。tiesunyechengweipingjiaruancixincailiaodeyigezhuyaocanshu。tiesunyucixindegongzuocitongmidugongzuopinlvyouguan,zaijieshaoruancicixincailiaotiesunshi,bixushuomingzaishenmegongzuocitongmiduxiahezaishenmegongzuopinlvxiasunhao。yongfuhaobiaoshishi,yebixubiaomingPB/f〔式中工作磁通密度B的單位是T(特斯拉),工作頻率f的單位是Hz(赫芝)〕。例如,P0.5/400表示工作磁通密度為0.5T,工作頻率為400Hz時的損耗。又例如,P0.1/100k表示工作磁通密度為0.1T,工作頻率為100kHz時shi的de損sun耗hao。鐵tie損sun還hai與yu工gong作zuo溫wen度du有you關guan,在zai介jie紹shao軟ruan磁ci磁ci芯xin材cai料liao鐵tie損sun時shi,必bi須xu指zhi明ming它ta的de工gong作zuo溫wen度du,特te別bie是shi軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti材cai料liao,對dui溫wen度du變bian化hua比bi較jiao敏min感gan,在zai產chan品pin說shuo明ming書shu中zhong都dou要yao列lie出chu25℃至100℃的鐵損。
軟ruan磁ci材cai料liao的de飽bao和he磁ci通tong密mi度du並bing不bu完wan全quan代dai表biao使shi用yong的de工gong作zuo磁ci通tong密mi度du的de上shang限xian,常chang常chang是shi鐵tie損sun限xian製zhi了le工gong作zuo磁ci通tong密mi度du的de上shang限xian。所suo以yi,在zai新xin的de電dian源yuan變bian壓ya器qi用yong軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti材cai料liao分fen類lei標biao準zhun中zhong,把ba允yun許xu的de工gong作zuo磁ci通tong密mi度du和he工gong作zuo頻pin率lv乘cheng積jiB×f,作為材料的性能因子,並說明在性能因子條件下允許的損耗值。新的分類標準根據性能因子把軟磁鐵氧體材料分為PW1,PW2,PW3,PW4,PW5等5類,性能因子越高的,工作頻率越高,極限頻率也越高。例如,PW3類軟磁鐵氧體材料,工作頻率為 100kHz,極限頻率為300kHz,性能因子B×f為10000mT×kHz,即在100mT(0.1T)和100kHz下,100℃時損耗a級 ≤300kW/m(300mW/cm3),b級≤150kW/m3(150mW/cm3)。***TDK公司生產的PC44型軟磁鐵氧體材料達到PW3a 級標準,達不到PW3b級標準。
“設計要點”一文中提出高頻變壓器使用的鐵氧體磁芯在100kHz時的損耗應低於50mW/cm3,沒指明是選哪一類軟磁鐵氧體材料,也沒說明損耗對應的工作磁通密度。讀者隻好去猜:損耗對應的工作磁通密度是《電源技術應用》2003年6期“設計要點”一文中的BAC典型值 0.04~0.075T?還是《電源技術應用》2003年1/2期“設計要點”一文中的Bm值0.237T?不管是0.075T,還是0.237T?要達到100kHz下鐵損低於50mW/cm3的鐵氧體材料是非常先進的。請介紹一下是哪家公司哪種型號產品,以便讀者也去購買。
在某一段工作頻率下,高頻電源變壓器的繞組損耗(銅損)與鐵損相接近時,例如,銅損/鐵損=100%~25%範fan圍wei內nei,銅tong損sun也ye不bu能neng忽hu視shi,也ye應ying當dang考kao慮lv采cai取qu措cuo施shi來lai減jian少shao銅tong損sun。由you於yu原yuan繞rao組zu和he副fu繞rao組zu承cheng擔dan的de功gong率lv相xiang近jin,往wang往wang在zai設she計ji中zhong取qu原yuan繞rao組zu的de銅tong損sun等deng於yu副fu繞rao組zu的de銅tong損sun,以yi便bian簡jian化hua設she計ji計ji算suan過guo程cheng,這zhe並bing不bu象xiang“辨析”一文中所說的那樣:“隻是工頻變壓器設計的一種經驗規則,”對dui一yi定ding工gong作zuo頻pin率lv下xia高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi設she計ji也ye適shi用yong。不bu能neng隻zhi強qiang調tiao依yi靠kao溫wen升sheng來lai設she計ji高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi,由you於yu熱re阻zu不bu容rong易yi準zhun確que確que定ding,設she計ji計ji算suan相xiang當dang麻ma煩fan。因yin此ci,為wei了le簡jian化hua計ji算suan,有you時shi根gen據ju經jing驗yan預yu先xian推tui薦jian一yi些xie原yuan則ze和he數shu據ju是shi必bi要yao的de。同tong樣yang,為wei了le簡jian化hua計ji算suan,對dui不bu同tong工gong作zuo頻pin率lv,不bu同tong功gong率lv的de高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi推tui薦jian不bu同tong的de繞rao組zu電dian流liu密mi度du,也ye是shi必bi要yao的de,但dan不bu限xian於yu某mou一yi個ge電dian流liu密mi度du值zhi,例li如ru,2A/mm2~3A/mm2。應當看到:實現高頻電源變壓器設計要求的方法並不限於一種,應當允許進行多種多樣的探索。“你走你的陽關道,我走我的獨木橋”。為什麼一定要按你指定的道路走,才不是“錯誤概念”呢?
2.4 降低成本
降jiang低di成cheng本ben是shi高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de一yi個ge主zhu要yao設she計ji要yao求qiu,有you時shi甚shen至zhi是shi決jue定ding性xing的de要yao求qiu。高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi作zuo為wei一yi種zhong產chan品pin,和he其qi他ta商shang品pin一yi樣yang,都dou麵mian臨lin著zhe市shi場chang競jing爭zheng。競jing爭zheng的de內nei容rong包bao括kuo性xing能neng和he成cheng本ben兩liang個ge方fang麵mian,缺que一yi不bu可ke。不bu注zhu意yi降jiang低di成cheng本ben,往wang往wang會hui在zai競jing爭zheng中zhong被bei淘tao汰tai。
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高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)包(bao)括(kuo)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben),製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)和(he)管(guan)理(li)成(cheng)本(ben)。設(she)計(ji)是(shi)高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)主(zhu)要(yao)手(shou)段(duan)。高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)所(suo)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)和(he)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)貴(gui)賤(jian)和(he)數(shu)量(liang)的(de)多(duo)少(shao)?是(shi)否(fou)方(fang)便(bian)采(cai)購(gou)?是(shi)否(fou)要(yao)備(bei)有(you)多(duo)少(shao)庫(ku)存(cun)量(liang)?磁(ci)芯(xin),線(xian)圈(quan)和(he)總(zong)體(ti)結(jie)構(gou)的(de)加(jia)工(gong)和(he)裝(zhuang)配(pei)工(gong)藝(yi)複(fu)雜(za)還(hai)是(shi)簡(jian)單(dan)?需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)占(zhan)的(de)比(bi)例(li)多(duo)大(da)(實現生產過程的機械化和自動化,可以減少人工工時,更能保證產品的一致性和質量)?是否需要工模具?質量控製中需要檢測的工序和參數:哪些參數要在加工過程中檢測?哪些參數要在出廠試驗中檢測(出廠試驗的參數應選擇能決定性能的關鍵參數,數量不要多,以便能即時判斷產品質量。)?哪na些xie參can數shu要yao在zai型xing式shi試shi驗yan中zhong檢jian測ce?要yao用yong什shen麼me檢jian測ce儀yi器qi和he設she備bei,價jia格ge如ru何he?等deng等deng,都dou是shi由you設she計ji來lai決jue定ding的de。因yin此ci,高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de設she計ji者zhe除chu了le要yao了le解jie高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de理li論lun和he設she計ji方fang法fa而er外wai,還hai要yao了le解jie各ge種zhong軟ruan磁ci材cai料liao和he磁ci芯xin的de性xing能neng和he價jia格ge,各ge種zhong電dian磁ci線xian的de性xing能neng和he價jia格ge,各ge種zhong絕jue緣yuan材cai料liao的de性xing能neng和he價jia格ge;還要了解磁芯加工熱處理工藝,線圈繞製和絕緣處理工藝及變壓器組裝工藝;還要了解實現質量控製的檢測參數和儀器設備;haiyaolejieshengchanguanlidejibenzhishiyijigaopindianyuanbianyaqideshichangdongtaidengdeng。zhiyouzhishiquanmiandeshejizhe,cainengshejichuxingnenghao,chengbendidegaopindianyuanbianyaqichanpin。
降低成本是促進高頻電源變壓器技術發展的一種推動力。為什麼輕、薄、短、小xiao成cheng為wei高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de發fa展zhan方fang向xiang?原yuan因yin之zhi一yi是shi這zhe樣yang既ji能neng降jiang低di材cai料liao成cheng本ben,又you能neng降jiang低di製zhi造zao成cheng本ben。提ti高gao工gong作zuo頻pin率lv,可ke以yi使shi高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de重zhong量liang和he體ti積ji下xia降jiang。但dan是shi,要yao克ke服fu高gao頻pin帶dai來lai的de負fu麵mian影ying響xiang,必bi須xu采cai用yong新xin的de軟ruan磁ci材cai料liao和he導dao電dian材cai料liao並bing增zeng加jia抑yi製zhi高gao頻pin電dian磁ci幹gan擾rao的de措cuo施shi,因yin此ci,對dui具ju體ti使shi用yong條tiao件jian下xia的de高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi究jiu竟jing選xuan用yong多duo高gao的de工gong作zuo頻pin率lv?要yao在zai綜zong合he考kao慮lv性xing能neng和he總zong體ti成cheng本ben後hou決jue定ding。提ti高gao效xiao率lv,降jiang低di損sun耗hao發fa生sheng的de熱re量liang,可ke以yi減jian少shao高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi散san熱re的de表biao麵mian積ji,從cong而er使shi體ti積ji和he重zhong量liang下xia降jiang。但dan是shi,降jiang低di損sun耗hao必bi須xu采cai用yong新xin材cai料liao和he新xin工gong藝yi。因yin此ci,對dui具ju體ti使shi用yong條tiao件jian下xia的de高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi究jiu竟jing達da到dao多duo高gao的de效xiao率lv?也ye要yao在zai綜zong合he考kao慮lv性xing能neng和he總zong體ti成cheng本ben後hou決jue定ding。
3 高頻電源變壓器的設計程序
高頻電源變壓器的設計程序,包括磁芯材料,磁芯結構,磁芯參數,線圈參數,組裝結構和溫升校核等內容。下麵分別進行討論。
3.1 磁芯材料
根gen據ju高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de設she計ji要yao求qiu,選xuan擇ze軟ruan磁ci材cai料liao本ben來lai應ying當dang是shi設she計ji程cheng序xu的de第di一yi項xiang。但dan是shi,現xian在zai一yi般ban都dou認ren為wei高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi應ying當dang選xuan擇ze軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti,是shi自zi然ran而er然ran的de事shi情qing。許xu多duo有you關guan高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de論lun文wen,專zhuan著zhu和he教jiao材cai,隻zhi針zhen對dui軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti進jin行xing討tao論lun,而er對dui其qi他ta軟ruan磁ci材cai料liao有you時shi說shuo明ming一yi下xia,有you時shi隻zhi字zi不bu提ti。而er且qie究jiu竟jing選xuan擇ze哪na一yi類lei軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti,也ye不bu加jia以yi說shuo明ming,好hao象xiang大da家jia都dou知zhi道dao。《電源技術應用》2003年第6期中的兩篇文章就是一例。
和任何軟磁磁芯材料一樣,軟磁鐵氧體有自己的優缺點。軟磁鐵氧體的優點是電阻率高、交(jiao)流(liu)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)小(xiao),價(jia)格(ge)便(bian)宜(yi),易(yi)加(jia)工(gong)成(cheng)各(ge)種(zhong)形(xing)狀(zhuang)的(de)磁(ci)芯(xin)。缺(que)點(dian)是(shi)工(gong)作(zuo)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)低(di),磁(ci)導(dao)率(lv)不(bu)高(gao),磁(ci)致(zhi)伸(shen)縮(suo)大(da),對(dui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)比(bi)較(jiao)敏(min)感(gan)。因(yin)此(ci),有(you)些(xie)高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)並(bing)不(bu)適(shi)合(he)選(xuan)擇(ze)軟(ruan)磁(ci)鐵(tie)氧(yang)體(ti)。例(li)如(ru),工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di)(50kHz以下),功gong率lv比bi較jiao大da的de高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi,如ru果guo選xuan擇ze軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti,由you於yu工gong作zuo磁ci通tong密mi度du低di,用yong材cai料liao多duo,磁ci芯xin體ti積ji大da,加jia工gong困kun難nan,易yi碎sui,成cheng品pin率lv不bu高gao,顯xian不bu出chu價jia格ge便bian宜yi的de優you勢shi。又you例li如ru,工gong作zuo頻pin率lv高gao(500kHz以上),功率比較小的高頻電源變壓器,磁芯重量和體積本來都小,如果選擇軟磁鐵氧體,必須用PW4、PW5leicailiao,jiageyebubianyi,yuqitaruancicailiaoxiangbi,cixinjiagejibenxiangdang,youshifaneryouyutijida,erchuyubulidiwei。jishizaishiheyuruancitieyangtidegongzuopinlvfanweinei,yeyaoduixuanzenayileiruancitieyangtigengnengquanmianmanzugaopindianyuanbianyaqideshejiyaoqiu,jinxingrenzhenkaolv,caikeyishishejichulaidegaopindianyuanbianyaqidadaobijiaolixiangdexingnengjiagebi。
3.2 磁芯結構
高頻電源變壓器設計中選擇磁芯結構時考慮的因素有:降低漏磁和漏感,增加線圈散熱麵積,有利於屏蔽,線圈繞線容易,裝配接線方便等。
漏(lou)磁(ci)和(he)漏(lou)感(gan)與(yu)磁(ci)芯(xin)結(jie)構(gou)有(you)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)。如(ru)果(guo)磁(ci)芯(xin)不(bu)需(xu)要(yao)氣(qi)隙(xi),則(ze)盡(jin)可(ke)能(neng)采(cai)用(yong)封(feng)閉(bi)的(de)環(huan)形(xing)和(he)方(fang)框(kuang)型(xing)結(jie)構(gou)磁(ci)芯(xin),特(te)別(bie)是(shi)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)高(gao)的(de)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi),因(yin)為(wei),有(you)一(yi)點(dian)漏(lou)感(gan),就(jiu)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)漏(lou)阻(zu)抗(kang)。封(feng)閉(bi)磁(ci)芯(xin)的(de)磁(ci)通(tong)基(ji)本(ben)上(shang)集(ji)中(zhong)在(zai)磁(ci)芯(xin)裏(li)麵(mian),漏(lou)磁(ci)小(xiao)。同(tong)時(shi),不(bu)論(lun)外(wai)界(jie)幹(gan)擾(rao)磁(ci)場(chang)從(cong)哪(na)個(ge)方(fang)向(xiang)侵(qin)入(ru),都(dou)在(zai)磁(ci)芯(xin)中(zhong)分(fen)為(wei)兩(liang)個(ge)方(fang)向(xiang)通(tong)過(guo),產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao)。但(dan)是(shi),封(feng)閉(bi)磁(ci)芯(xin)繞(rao)線(xian)困(kun)難(nan),且(qie)環(huan)形(xing)磁(ci)芯(xin)散(san)熱(re)要(yao)通(tong)過(guo)線(xian)圈(quan),而(er)且(qie)內(nei)層(ceng)引(yin)出(chu)線(xian)也(ye)要(yao)穿(chuan)過(guo)線(xian)圈(quan)引(yin)出(chu),故(gu)必(bi)須(xu)加(jia)強(qiang)絕(jue)緣(yuan)。不(bu)封(feng)閉(bi)磁(ci)芯(xin)繞(rao)線(xian)容(rong)易(yi),磁(ci)芯(xin)散(san)熱(re)麵(mian)大(da),可(ke)直(zhi)接(jie)散(san)熱(re),引(yin)出(chu)線(xian)也(ye)容(rong)易(yi)。建(jian)議(yi)裝(zhuang)線(xian)圈(quan)的(de)磁(ci)路(lu)部(bu)分(fen)為(wei)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)截(jie)麵(mian),減(jian)少(shao)平(ping)均(jun)匝(za)長(chang),降(jiang)低(di)損(sun)耗(hao)。矮(ai)胖(pang)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)磁(ci)芯(xin)的(de)漏(lou)磁(ci)和(he)漏(lou)感(gan)比(bi)瘦(shou)高(gao)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)磁(ci)芯(xin)大(da),一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)胖(pang),圓(yuan)柱(zhu)形(xing)大(da),漏(lou)磁(ci)輻(fu)射(she)麵(mian)大(da);另ling一yi個ge原yuan因yin是shi矮ai,上shang下xia兩liang磁ci軛e距ju離li近jin,容rong易yi形xing成cheng漏lou磁ci通tong的de路lu徑jing。不bu封feng閉bi磁ci芯xin中zhong的de氣qi隙xi大da小xiao和he位wei置zhi與yu漏lou磁ci和he漏lou感gan有you密mi切qie關guan係xi。在zai保bao證zheng完wan成cheng功gong能neng所suo需xu的de氣qi隙xi條tiao件jian下xia,盡jin可ke能neng減jian少shao氣qi隙xi尺chi寸cun。因yin為wei,氣qi隙xi尺chi寸cun增zeng大da,不bu但dan增zeng加jia漏lou磁ci和he漏lou感gan,還hai減jian少shao等deng值zhi磁ci導dao率lv,增zeng加jia激ji磁ci功gong率lv,對dui高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi工gong作zuo不bu利li。另ling外wai,氣qi隙xi的de位wei置zhi最zui好hao處chu於yu線xian圈quan的de中zhong間jian部bu位wei,可ke以yi起qi到dao減jian少shao氣qi隙xi漏lou磁ci通tong的de作zuo用yong。
chuangkoumianjidedaxiaoyuxianquanfaresunhaohesanremianjiyouguan。chuangkoumianjida,raodediancixianjiemianda,dianzuxiao,sunhaoxiao,farexiao。tongshi,xianquanwaixingchicunda,sanremianjiyeda。 “辨析”一(yi)文(wen)中(zhong)提(ti)出(chu)窗(chuang)口(kou)麵(mian)積(ji)利(li)用(yong)問(wen)題(ti),不(bu)能(neng)采(cai)取(qu)完(wan)全(quan)肯(ken)定(ding)和(he)完(wan)全(quan)否(fou)定(ding)的(de)態(tai)度(du)。一(yi)般(ban)在(zai)留(liu)足(zu)工(gong)藝(yi)需(xu)要(yao)的(de)窗(chuang)口(kou)麵(mian)積(ji)以(yi)後(hou),希(xi)望(wang)盡(jin)可(ke)能(neng)把(ba)窗(chuang)口(kou)麵(mian)積(ji)繞(rao)滿(man)。如(ru)果(guo)不(bu)能(neng)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)窗(chuang)口(kou)麵(mian)積(ji),將(jiang)會(hui)造(zao)成(cheng)磁(ci)芯(xin)尺(chi)寸(cun)和(he)變(bian)壓(ya)器(qi)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)增(zeng)大(da),有(you)可(ke)能(neng)要(yao)增(zeng)加(jia)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)。因(yin)此(ci),在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)磁(ci)芯(xin)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)中(zhong),對(dui)窗(chuang)口(kou)麵(mian)積(ji)的(de)大(da)小(xiao),要(yao)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)各(ge)種(zhong)因(yin)素(su)後(hou)來(lai)決(jue)定(ding)。“辨析”yiwenzhongguanyutianmancixinchuangkouzhuyaoshishougongpincixingyuanjianshejideyingxiangdeliyoubingbuchengli。gongpinbianyaqidetongsunbitiesunda,weilezengjiaxianquansanremianji,cixinyuxianquanzhijianliuyouzugoudeqixi,youshiyuanraozuhefuraozuzhijianyeliuyouqixi。erbushi“強調鐵芯和繞組的整體性,因而不希望鐵芯與繞組中間有氣隙”。也不是“設計成繞組填滿整個窗口,從而保證其機械穩定性”。xianquanhecixinjiranbushiyigezhengti,bixufenbieyongjiajiangujin,cainengbaozhenggezidejixiewendingxing。tongshi,weilebaozhengzugoudejueyuanjuli,xianquanliangduanheraozuzhijiandoubixuliuyouqixi,bukenengyongraozutianmanzhenggechuangkou。
為wei了le防fang止zhi高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi從cong裏li向xiang外wai和he從cong外wai向xiang裏li的de電dian磁ci幹gan擾rao,有you些xie磁ci芯xin結jie構gou在zai窗chuang口kou外wai麵mian有you封feng閉bi和he半ban封feng閉bi的de外wai殼ke。封feng閉bi外wai殼ke屏ping蔽bi電dian磁ci幹gan擾rao作zuo用yong好hao,但dan散san熱re和he接jie線xian不bu方fang便bian,必bi須xu留liu有you接jie線xian孔kong和he出chu氣qi孔kong。半ban封feng閉bi外wai殼ke,封feng閉bi的de地di方fang起qi屏ping蔽bi電dian磁ci幹gan擾rao作zuo用yong,不bu封feng閉bi的de地di方fang用yong於yu接jie線xian和he散san熱re。窗chuang口kou完wan全quan開kai放fang,接jie線xian和he散san熱re方fang便bian,屏ping蔽bi電dian磁ci幹gan擾rao作zuo用yong差cha。
3.3 磁芯參數
高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi磁ci芯xin參can數shu設she計ji中zhong,要yao特te別bie注zhu意yi工gong作zuo磁ci通tong密mi度du不bu隻zhi是shi受shou磁ci化hua曲qu線xian限xian製zhi,還hai要yao受shou損sun耗hao的de限xian製zhi,同tong時shi還hai與yu功gong率lv傳chuan送song的de工gong作zuo方fang式shi有you關guan。
對變壓器功率傳送方式的磁通單方向變化工作模式,ΔB=Bm-Br,jishoubaohecitongmiduxianzhi,yougengzhuyaodishishousunhaoxianzhi。danshidanfangxiangbianhuadegaopindianyuanbianyaqigongzuoshi,yanjubucizhihuixianlaihuibianhua,cixinsunhaobishuangfangxiangbianhuayandadecizhihuixianlaihuibianhuaxiao,zhiyoutade30%~40%。而材料測試時是按正弦波雙向激磁條件下變化的ΔB為2Bm進行的。因此,Bm可以取材料測試損耗值時,選取的B值高一倍以上。Br受材料磁滯回線上的Br限製,可以用開氣隙的辦法來降低Br,以增大磁通密度變化值ΔB。雖然開氣隙後,激磁電流有所增加,但增大ΔB後可以減少磁芯體積,還是值得的。對變壓器功率傳送方式磁通雙方向變化工作模式,ΔB=2Bm,工作的磁滯回線包圍的麵積比局部回線大得多,損耗也大得多,Bm主zhu要yao受shou損sun耗hao限xian製zhi,在zai雙shuang方fang向xiang變bian化hua工gong作zuo模mo式shi中zhong,還hai要yao注zhu意yi由you於yu各ge種zhong原yuan因yin造zao成cheng激ji磁ci的de正zheng負fu變bian化hua的de伏fu秒miao麵mian積ji不bu相xiang等deng,而er出chu現xian直zhi流liu偏pian磁ci問wen題ti。可ke以yi在zai磁ci芯xin磁ci路lu中zhong加jia一yi個ge小xiao氣qi隙xi,或huo者zhe在zai電dian路lu設she計ji時shi加jia隔ge直zhi流liu電dian容rong,或huo者zhe采cai用yong電dian流liu型xing控kong製zhi來lai解jie決jue。
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對電感器功率傳送方式,磁導率是有氣隙後的等值磁導率,一般都比磁化曲線測出的磁導率小。可以在確定磁芯結構後,直接測試它。“設計要點”一文中的高頻電源變壓器采用電感器功率傳送方式。不知道為什麼不提選用的磁導率,而提BAC或者Bm?也不提BAC或Bm與損耗的關係?
3.4 線圈參數
高頻電源變壓器設計的線圈參數包括:匝數,導線截麵(直徑),導線形式,繞組排列和絕緣安排。
原繞組匝數根據外加激磁電壓或者原繞組激磁電感(儲存能量)來決定,匝數不能過多,也不能過少。如果匝數過多,會增加漏感和繞線工時;如果匝數過少,在外加激磁電壓比較高時,有可能使匝間電壓降和層間電壓降增大,而必須加強絕緣。
副fu繞rao組zu匝za數shu由you輸shu出chu電dian壓ya決jue定ding。高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi主zhu要yao用yong於yu高gao頻pin開kai關guan電dian源yuan。開kai關guan電dian源yuan可ke以yi對dui輸shu出chu電dian壓ya進jin行xing調tiao整zheng,調tiao整zheng上shang限xian受shou允yun許xu的de開kai關guan占zhan空kong比bi限xian製zhi。在zai從cong要yao求qiu的de負fu載zai電dian壓ya計ji算suan變bian壓ya器qi輸shu出chu電dian壓ya時shi,應ying考kao慮lv開kai關guan占zhan空kong比bi,串chuan聯lian二er極ji管guan壓ya降jiang和he變bian壓ya器qi的de內nei阻zu抗kang壓ya降jiang。
導線截麵(直徑)決定於繞組的電流密度。繞組損耗(銅損)占總損耗比例比較大時,推薦電流密度取2~4A/mm2,銅損占總損耗比例比較小時,推薦電流密度取8~12A/mm2,但是,要經過變壓器溫升校核後進行必要的調整。還要注意的是導線截麵(直徑)的(de)大(da)小(xiao)還(hai)與(yu)漏(lou)感(gan)有(you)關(guan)。在(zai)同(tong)樣(yang)匝(za)數(shu)下(xia),導(dao)線(xian)截(jie)麵(mian)直(zhi)徑(jing)增(zeng)加(jia),內(nei)層(ceng)排(pai)列(lie)的(de)匝(za)數(shu)減(jian)少(shao),層(ceng)數(shu)增(zeng)加(jia)。而(er)漏(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)靠(kao)近(jin)磁(ci)芯(xin)的(de)內(nei)層(ceng)大(da),外(wai)層(ceng)小(xiao),與(yu)磁(ci)芯(xin)距(ju)離(li)平(ping)方(fang)成(cheng)反(fan)比(bi)例(li)地(di)衰(shuai)減(jian)。這(zhe)樣(yang),漏(lou)磁(ci)通(tong)大(da)的(de)內(nei)層(ceng)交(jiao)鏈(lian)的(de)匝(za)數(shu)減(jian)少(shao)從(cong)而(er)使(shi)漏(lou)感(gan)下(xia)降(jiang)。
“設計要點”一文中提出的繞組排列形式,是一般用的繞組排列方式:原繞組靠近磁芯,副繞組和反饋繞組逐漸向外排列。這種繞組排列形式並不理想。下麵推薦兩種繞組排列形式:
1)如果原繞組電壓高(例如220V),副繞組電壓低,可以采用副繞組靠近磁芯,接著繞反饋繞組,原繞組在最外層的繞組排列形式,這樣有利於原繞組對磁芯的絕緣安排;
2)如ru果guo要yao增zeng加jia原yuan和he副fu繞rao組zu之zhi間jian耦ou合he,可ke以yi采cai用yong一yi半ban原yuan繞rao組zu靠kao近jin磁ci芯xin,接jie著zhe繞rao反fan饋kui繞rao組zu和he副fu繞rao組zu,最zui外wai層ceng再zai繞rao一yi半ban原yuan繞rao組zu的de繞rao組zu排pai列lie形xing式shi,這zhe樣yang有you利li於yu減jian少shao漏lou感gan。
絕(jue)緣(yuan)安(an)排(pai)首(shou)先(xian)要(yao)注(zhu)意(yi)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)磁(ci)線(xian)和(he)絕(jue)緣(yuan)件(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)等(deng)級(ji),要(yao)與(yu)磁(ci)芯(xin)和(he)繞(rao)組(zu)允(yun)許(xu)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)相(xiang)匹(pi)配(pei)。等(deng)級(ji)低(di),滿(man)足(zu)不(bu)了(le)耐(nai)熱(re)要(yao)求(qiu),等(deng)級(ji)過(guo)高(gao),會(hui)增(zeng)加(jia)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)。其(qi)次(ci),對(dui)在(zai)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)磁(ci)路(lu)上(shang)繞(rao)線(xian)的(de)線(xian)圈(quan),最(zui)好(hao)采(cai)用(yong)線(xian)圈(quan)骨(gu)架(jia),既(ji)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)絕(jue)緣(yuan),又(you)可(ke)以(yi)簡(jian)化(hua)繞(rao)線(xian)工(gong)藝(yi)。還(hai)有(you),線(xian)圈(quan)最(zui)外(wai)層(ceng)和(he)最(zui)裏(li)層(ceng),高(gao)壓(ya)和(he)低(di)壓(ya)繞(rao)組(zu)之(zhi)間(jian)都(dou)要(yao)加(jia)強(qiang)絕(jue)緣(yuan)。如(ru)果(guo)一(yi)般(ban)絕(jue)緣(yuan)隻(zhi)墊(dian)一(yi)層(ceng)絕(jue)緣(yuan)薄(bo)膜(mo),加(jia)強(qiang)絕(jue)緣(yuan)應(ying)墊(dian)2~3層絕緣薄膜。
3.5 組裝結構
高頻電源變壓器組裝結構分為臥式和立式兩種。如果選用平麵磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯,都采用臥式組裝結構,上下表麵比較大,有利於散熱
或(huo)者(zhe)附(fu)加(jia)散(san)熱(re)器(qi),高(gao)度(du)低(di),有(you)利(li)於(yu)安(an)裝(zhuang)在(zai)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)。組(zu)裝(zhuang)結(jie)構(gou)中(zhong)采(cai)用(yong)的(de)夾(jia)件(jian)和(he)接(jie)線(xian)端(duan)子(zi)等(deng)盡(jin)量(liang)采(cai)用(yong)標(biao)準(zhun)件(jian),以(yi)便(bian)於(yu)外(wai)協(xie)加(jia)工(gong),降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。
3.6 溫升校核
溫(wen)升(sheng)校(xiao)核(he)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)和(he)樣(yang)品(pin)測(ce)試(shi)來(lai)進(jin)行(xing)。一(yi)般(ban)通(tong)過(guo)樣(yang)品(pin)試(shi)驗(yan)進(jin)行(xing)溫(wen)升(sheng)核(he)算(suan)的(de)比(bi)較(jiao)多(duo)一(yi)些(xie)。如(ru)果(guo)樣(yang)品(pin)試(shi)驗(yan)溫(wen)升(sheng)不(bu)超(chao)過(guo)允(yun)許(xu)溫(wen)升(sheng),可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)。但(dan)是(shi)試(shi)驗(yan)溫(wen)升(sheng)低(di)於(yu)允(yun)許(xu)溫(wen)升(sheng)15℃yishang,yaoduiraozudedianliumiduhedaoxianjiemianjinxingtiaozheng,shidangzengjiadianliumiduhejianshaodaoxianjiemian。ruguoyangpinshiyanwenshengchaoguoyunxuwensheng,zeyaoduiraozudedianliumiduhedaoxianjiemianjinxingtiaozheng,shidangjianshaodianliumiduhezengjiadaoxianjiemian。ruguozengjiadaoxianjiemian,chuangkouraobuxia,yaozengjiacixinchicun。ruguoyangpinshiyancixinwenshengchaoguoyunxuwensheng,zeyaozengjiacixindesanremianji,jiadacixin。
4 結語
gaopindianyuanbianyaqisuizhegongzuopinlvdetigao,shejibuduanfashengbianhua,buduanchuxianxinderuancicailiao,xindecixinjiegou,xindedaoxiancailiaohejueyuancailiao,xindexianquanjiegouhezuzhuangjiegoudengdeng,buduanchuxianxindeshejifangfa,jiuxiangdengshanyiyang,buduanpanshangxindetaijie。
dengshanyaoyoumubiao。dengshandemubiaoshipanshangdingfeng。shiqumubiao,dengshanhuimilu。gaopindianyuanbianyaqishejiyeyoumubiao,shejidemubiaoshishixianshejiyuanze,zaijutishiyongtiaojianxiawanchengjutidegongnengzhongzhuiqiuxingnengjiagebizuihao。shiqumubiao,gaopindianyuanbianyaqishejiyehuiwuruqitu。
登deng山shan的de道dao路lu不bu隻zhi一yi條tiao。不bu管guan是shi從cong東dong西xi南nan北bei哪na條tiao道dao路lu攀pan登deng,隻zhi要yao能neng攀pan上shang頂ding峰feng,則ze該gai條tiao道dao路lu就jiu是shi可ke行xing的de。同tong樣yang,高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi的de設she計ji方fang法fa也ye不bu隻zhi一yi種zhong。不bu管guan采cai用yong哪na一yi種zhong設she計ji方fang法fa,隻zhi要yao能neng實shi現xian設she計ji原yuan則ze,則ze該gai種zhong設she計ji方fang法fa就jiu不bu能neng說shuo是shi概gai念nian錯cuo誤wu的de。
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