系统的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 * S⑴

Ф----- 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 * μ⑵

μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)

H ----- 磁场强度(伏特每米)

H = I*N / l ⑶

I ----- 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 * N ⑷

EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸

⊿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 / L ⑺

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 * L ⑼

QL -------- 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)) ⑽

N1 -------- 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：117.5W

2．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) ≌7.6

3．计算功率场效应管的最高反峰电压:

Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿

Vin(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) ⒀

D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)

由些可计算得到占空比D≌0.481

5．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。那么计算初级电感量就可以只以PWM的一个周期来分析，这时可由⑼式可以有如下推导过程：

（P/η）/ f = 1/2 * I2 * L ⒁

P ------- 电源输出功率(瓦特) η ---- 能量转换效率 f ---- PWM开关频率将⑺式代

入⒁式：

（P/η）/ f = 1/2 * (EL * ⊿t / L)2 * L ⒂

⊿t = D / f (D ----- PWM占空比)

将此算式代入⒂式变形

得：

L = E2 * D2 *η/ ( 2 * f * P )⒃

这里取效率为85%，PWM开关频率为60KHz.

在输入电压最小的电感量为：

L=2002* 0.4812 * 0.85 / 2 * 60000 * 117.5

计算初级电感量为: L1 ≌558(uH)

计算初级峰值电流：

由⑺式可得：

⊿i = EL * ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10-6)

计算初级电流的峰值为: Ipp ≌2.87(A)

初级平均电流为：I1 = Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A)

6．计算初级线圈和次级线圈的匝数：

磁芯选择为EE-42(截面积1.76mm2)磁通密度为防治饱和取值为2500高斯也即0.25

特斯拉, 这样由⑹式可得初级电感的匝数为:

N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10-3)/0.25*(1.76*10-4)

计算初级电感匝数: N1 ≌36 (匝)

同时可计算次级匝数：N2 ≌5 (匝)

7．计算次级线圈的峰值电流：

根据能量守恒定律当初级电感在功率管导通时储存的能量在截止时在次级线圈上全部释放

可以有下式：

由⑻⑼式可以得到：

Ipp2=N1/N2* Ipp ⒄

Ipp2 = 7.6*2.87

由此可计算次级峰值电流为：Ipp2 = 21.812(A)

次级平均值电流为I2=Ipp2/2/(1/(1-D))= 5.7(A)

6.计算激励绕组(也叫辅助绕组)的匝数：

因为次级输出电压为23.5V，激励绕组电压取12V，所以为次级电压的一半

由此可计算激励绕组匝数为: N3 ≌N2 / 2 ≌ 3 (匝)

激励绕组的电流取: I3 = 0.1(A)

脉冲变压器也可称作开关变压器,或简单地称作高频变压器.研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积、提高电源输出功率的关键因素.随着应用技术领域的不断扩展,开关电源的应用愈来愈广泛, 但制作开关电源的主要技术和耗费主要精力就是制作开关变压器.

本文将以半桥电路为例,详细介绍高频变压器设计的一般方法和步骤.

1 高频变压器

半桥逆变电返脑砣缤? 所示.

图1 半桥逆变电路原理图

设计一半桥电路高频变压器,其主要参数如下:

原边绕组电压幅值Ui=130V;

次级输出电压Uo=100V;

开关频率f=200kHz;

额定输出电流Io=5A;

变压器效率η=0.9.

2 变压器磁芯和工作磁通密度的选取

适用于高频的磁芯材料有铁氧体磁芯,铁粉磁芯以及非晶合金.设计时,要查找三类磁芯的基本特性以选择合适的磁芯材料,在一般情况下都可选用铁氧体材料满足设计要求.然后在根据厂家提供的磁芯材料手册(一般可在磁芯厂家网站获得)选取具体的磁芯材料编号并获得其具体特性参数.

逆变器启动时,高频变压器要经过一个过渡过程才能进入稳态,过渡过程第一个周期磁通密度的幅值将随启动瞬间的相位以及剩余磁通密度的方向不同而异,其最大值将是2 倍工作磁通密度与剩余磁通密度之和,即2Bw+Br,其中Bw 为工作磁通密度.显然,若工作磁通密度选择不当,高频变压器启动瞬间会发生饱和.由于高频变压器和高压功率开关管直接相连并施加较高的电压,高频变压器的饱和,即使是极短的几个周期,也会导致高压功率开关管的损坏,这是绝对予以避免的.通过选择较低的工作磁通密度———工作磁通密度小于饱和磁通密度的1/3,亦即在剩余磁通密度和饱和磁通密度之间能容纳两倍工作磁通密度,则高频变压器在启动时不会发生饱和.

磁芯规格的选取通常可先估算变压器的效率,然后由输出功率和估算效率计算出变压器的输入功率,再根据生产厂家给出的磁芯规格和传送功率的关系数据来选择.如果手头缺少上述资料,可利用常用的AP法进行估算选取.

式中:Ae为磁芯有效面积;

Aw为磁芯窗口面积;

PT为变压器视在功率,对于半桥电路有PT= ,PO 为变压器输出功率,η为变压器的效率; K0 为磁芯窗口使用系数,一般取0.4 典型值;

Kf为波形系数,方波为4;

f 为开关频率;

Bw为磁芯工作磁通密度;

J为绕线电流密度,一般取2~5A/mm2.

要选取磁芯的AeAw接近且大于式(1)中的AP值.

根据设计要求,查找康达公司的磁芯手册,可选取国产的LP3 型Mn-Zn 铁氧体,LP3 材料是目前应用最为广泛的中高频段(100~500kHz)的优质材料.LP3 的饱和磁通密度Bs=390mT,剩余磁通密度Br=100mT,所以确定工作磁通密度Bw=150mT.

取J=4A/mm2=4伊106A/m2

并将

K0=0.4;

Kf=4;

f=200伊103(Hz);

Bw=150×10-3(T)等参数一起代入式(1),得

拟选择EE 型磁芯,其外形如图2 所示.

图2 EE 型磁芯外形图

其Ae和Aw可按下面的式子进行估算.

Ae=D×C

Aw=F×(E-D)

根据厂家提供的磁芯尺寸,我们选择EE33,其中Ae=9.7×12.7=123 mm2,Aw=9.25×(23.5-9.70)=127mm2,则

AeAw=15700mm4>7776mm4=AP,符合要求.

3 绕组匝数的计算

半桥型、全桥型和推挽型电路变压器的副边匝数可由式(2)的经验公式近似求得.

式中:UO为变压器副边输出电压;

Ts为开关周期,即开关频率的倒数;

其余参数含义同式(1).

将各参数取值代入式(2),可得

取整得副边为14 匝.

原边匝数可由副边匝数和电压比求得,即

4 计算绕组导线线径及估算铜窗占有率

副边绕组导线截面积为

而考虑高频下铜导线的趋肤效应,铜导线的趋肤深度为

所以允许采取的最大线径为dmax=2△=0.296mm.如取标称直径为0.29mm 的公制漆包线,需要N2= 股,取整为19 股并绕.

同理,对于变压器原边,其绕组导线截面积为.若同样取标称直径为0.29 mm 的公制漆包线进行绕制的话,需要

股,取整为17 股并绕.

铜窗的占有率估算如下:

得50.8≥37.8

所以,铜窗是富裕的.

5 损耗和温升问题

变压器的损耗由铜损PCu 和铁损PFe两部分组成.变压器的铜损电流流过绕组导体电阻产生的损耗,计算绕组铜损的公式为

式中:I 为流过原边绕组或副边绕组的电流有效值;

RAC为绕组的交流电阻.

由于高频下的肌肤效应,绕组对高频交流电流的电阻会大于导体的直流电阻,同时RAC 还和绕组的温度有关,温度上升其值也会相应增大,一般按实际工作时的温度计算.

铁损PFe 为变压器磁芯中产生的损耗,可分为磁滞损耗和涡流损耗两部分.一般的磁芯生产厂家的产品手册中都会给出常用工况下其材料的损耗曲线,即单位重量或单位体积的损耗功率,设计时只需要根据工作频率和工作磁通密度等参数,在曲线上查出对应的损耗值,再乘以所选磁芯的重量或体积即可.

查找康达公司的磁芯手册,可得,LP3 磁芯在200kHz,150mT条件下,磁芯损耗为:PC=12kW/m3,而EE33 型磁芯的有效体积Ve=7 520 mm3=7.52×10-6m3,则PFe=PCVe=0.09W.

开关电源变压器温升不应大于允许温升.对于不同的磁芯材料、绝缘材料和环境温度,允许温升也不一样.也就是变压器允许最高工作温度也不一样.一般地讲,对铁镍软磁合金(坡莫合金)磁芯,其允许最高工作温度取决于绝缘材料的绝缘等级;对铁氧体磁芯,其允许最高工作温度为100益;对于非晶态软磁合金磁芯,目前允许最高工作温度为110益(对于铁基非晶态软磁合金可适当高些).

则变压器总的损耗为P∑=PCu+PFe.而变压器的温升可由下式估算,即

,其中AP的单位为cm4.

6 结语

开关电源高频变压器的设计有很多种方法,大多是一些经验公式,设计过程中在满足一般要求的情况下,应根据具体应用来选择设计的侧重点.另外,变压器的设计是一个实践性很强的课题,应该多动手,多积累一些经验和常用的数据.

参考文献

[1] 熊腊森,徐钦松. 逆变式弧焊电源高频变压器的设计[J]. 电焊机,1995,(5):10-12.

[2] 杨旭,裴云庆,王兆安. 开关电源技术[M]. 机械工业出版社,2004.

[3] 张占松,蔡宣三. 开关电源的原理与设计[M]. 电子工业出版社,1999.

[4] 新康达磁业有限公司. 新康达产品选用指南[Z]. 2003.

作者简介

姚高尚,男,华中科技大学材料学院硕士研究生,主要从事DSP 控制的数字化高频开关电源的研究.

梁国凯,男,华中科技大学材料学院硕士研究生.

简国虎,男,华中科技大学材料学院硕士研究生.

万升云,男,中国南车集团武汉江岸车辆厂无损探伤主管,华中科技大学材料学院博士研究生.

图没有,我不会弄

EE型变压器参数及高频变压器计算Word版

我们知道，与一般的电流电压测量不同，磁场强度和磁感应强度的测量都是间接测量。磁场强度通过测量励磁电流后计算得到，磁感应强度是通过测量感应磁通后计算得到，参与计算的样品有效参数Le和Ae将直接与测量结果相关。 磁场强度的计算公式：H = N xI / Le 式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式：B = Φ / (N xAe) 式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。 根据样品尺寸计算样品的有效参数Le和Ae，在不同的行业中，计算方法往往不统一，这可能使测试结果缺乏可比性。 在SMTest软磁测量软件中，样品有效参数的计算依照行业标准SJ/T10281。下面以环形样品为例，讲述样品有效磁路长度Le和有效截面积Ae的计算方法。 第一种情况：指定叠片系数Sx，指定样品的外径A、内径B和高度C。 根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和 Ae，这是严格按照标准执行的计算方法。

第二种情况：指定材料密度De和样品质量W，指定样品的外径A、内径B和高度C。 根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和 Ae，并可推算叠片系数Sx，这是另外一种计算方法，与标准有点差别，但计算结果与标准比较接近。 第三种情况：指定材料密度De和样品质量W，指定样品的外径A和内径B，不指定样品的高度。 不按SJ/T10281标准求磁芯常数，而是按平常的数学公式来求Le和Ae。这种计算方法与标准相差较大，只有环形样品才有这种计算方法。

变压器参数计算

变压器参数计算 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 ⑴ Ф----- 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 * μ⑵ μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 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 * N ⑷

EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿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 / L ⑺ 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 ⑼ QL -------- 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)

高频变压器的计算

高频变压器参数计算 2009-08-28 11:26 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 * S⑴ Ф ----- 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 * μ⑵ μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l⑶ I ----- 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 * N⑷ EL = ⊿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 * L⑼ QL -------- 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

反激电源高频变压器参数计算方法

四、设计开关电源主要在变压器计算与画板 高频变压器参数计算方法 1﹚、磁通量与磁通密度相关公式： Ф = B * S⑴ Ф----- 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 * μ⑵ μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l⑶ I ----- 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 * N⑷ EL = ⊿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 * L⑼ QL -------- 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))⑽ N1 -------- 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：117.5W 2．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) ≌7.6 3．计算功率场效应管的最高反峰电压: Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1⑿ Vin(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)⒀ D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89) 由些可计算得到占空比D≌0.481 5．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。那么计算初级电感量就可以只以PWM的一个周期来分析，这时可由⑼式可以有如下推 导过程：

电力变压器的详细技术参数

电力变压器技术参数详解 变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。 A、额定容量（kVA）：额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量。 B、额定电压（kV）：变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压. C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流. D、空载损耗（kW）: 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上，其余绕组开路时所吸取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、和施加的电压有关. E、空载电流（%）: 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百分数表示. F、负载损耗（kW）: 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率. G、阻抗电压（%）：把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百分数表示. H、相数和频率：三相开头以S表示，单相开头以D表示。中国国家标准频率f为50Hz。国外有60Hz的国家（如美国）。 I、温升与冷却：变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值为65K、油面温升为55K。冷却方式也有多种：油浸自冷、强迫风冷，水冷，管式、片式等。 J、绝缘水平：有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下：高压额定电压为35kV级，低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/LI75AC35，其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压为85kV，低压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV.奥克斯高科技有限公司目前的油浸变压器产品的绝缘水平为

高频变压器计算步骤精编版

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

整流变压器的参数计算

整流变压器的参数计算 晶闸管变流设备一般都是通过变压器与电网连接的,因此其工作频率为工频初级电压即 为交流电网电压.经过变压器的耦合,晶闸管主电路可以得到一个合适的输入电压,是晶闸 管在较大的功率因数下运行.变流主电路和电网之间用变压器隔离,还可以抑制由变流器进 入电网的谐波成分,减小电网污染.在变流电路所需的电压与电网电压相差不多时,有时会 采用自耦变压器;当变流电路所需的电压与电网电压一致时,也可以不经变压器而直接与电 网连接,不过要在输入端串联"进线电抗器"以减少对电网的污染. 变压器的参数计算之前,应该确定负载要求的直流电压和电流,确定变流设备的主电路 接线形式和电网电压.先选择其次级电压有效值U2,U2数值的选择不可过高和过低,如果 U2过高会使得设备运行中为保证输出直流电压符合要求而导致控制角过大,使功率因数变 小;如果U2过低又会在运行中出现当α=αmin时仍然得不到负载要求的直流电压的现象.通 常次级电压,初级和次级电流根据设备的容量,主接线结构和工作方式来定.由于有些主接 线形式次级电流中含有直流成分,有的又不存在,所以变压器容量(视在功率)的计算要根 据具体情况来定. 5.5.1 变压器次级相电压U2的计算 整流器主电路有多种接线形式,在理想情况下,输出直流电压Ud与变压器次级相电压U2有以下关系 BUVdKUKU2= (5.39) 其中KUV为与主电路接线形式有关的常数;KB为以控制角为变量的函数,设整流器在控 制角α=0和控制角不为0时的输出电压平均值分别为Ud0和Udα,则KUV= Ud0/ U2,KB=Ud α/Ud0. 在实际运行中,整流器输出的平均电压还受其它因素的影响,主要为: (1)电网电压的波动.一般的电力系统,电网电压的波动允许范围在+5%~-10%,令 ε为电压波动系数,则ε在0.9~1.05之间变化,这是选择U2的依据之一.考虑电网电压最 低的情况,设计中通常取ε=0.9~0.95. (2)整流元件(晶闸管)的正向压降.在前面对整流电路的分析中,没有考虑整流元 件的正向压降对输出电压的影响,实际上整流元件要降掉一部分输出电压,设其为UT.由 于整流元件与负载是串联的,所以导通回路中串联元件越多,降掉的电压也就越多.令

变压器的设计实例

摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 PCbfans提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz； 变换器输入直流电压Ui=310V； 1

变换器输出直流电压Ub=14.7V； 输出电流Io=25A； 工作脉冲占空度D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成变压器是最符合其要求，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T 到0.3T之间。在本设计中，根据特定工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数计算 3.1 变压器计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需功率容量即为变压器计算功率，其大小取决于变压器输出功率和整流电路形式。变换器输出电路为全波整流，因此 2

开关电源-高频-变压器计算设计

要制造好高频变压器要注意两点： 一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕,不要选用单根粗铜线,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱,越挨近导线表面电流越强。选用多股细铜线并在一同绕,实习便是为了增大导线的表面积,然后更有效地运用导线。 二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。 1、次级绕组：初级绕组绕完，要加绕(3~5 层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，契合绝缘耐压的需求。减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。若是开关电源的次级有多路输出，而且输出之间是不共地的为了减小漏感，让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。 若是这个次级绕组只要相对较少几匝，则为了改善耦合状况，仍是应当设法将它布满完好的一层，如能够选用多根导线并联的方法，有助于改善次级绕组的填充系数。其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。当开关电源多路输出选用共地技能时，处置方法简略一些。次级能够选用变压器抽头方式输出，次级绕组间不需要采用绝缘阻隔，从而使变压器的绕制愈加紧凑，变压器的磁耦合得到加强，能够改善轻载时的稳压功能。 2、初级绕组：初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。通常状况下，变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组，可使变压器的漏感为最小。初级绕组放在最里边，使初级绕组得到其他绕组的屏蔽，有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。初级绕组放在最里边，使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端，可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。 3、偏压绕组：偏压绕组绕在初级和次级之间，仍是绕在最外层，和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。若是电压调整是依据次级来进行的则偏压绕组应放在初级和次级之间，这样有助于削减电源发生的传导打扰发射。若是电压调整是依据初级来进行的则偏压绕组应绕在变压器的最外层，这可使偏压绕组和次级绕组之间坚持最大的耦合，而与初级绕组之间的耦合减至最小。 初级偏压绕组最佳能布满完好的一层，若是偏压绕组的匝数很少，则能够采用加粗偏压绕组的线径，或许用多根导线并联绕制，改善偏压绕组的填充状况。这一改善方法实际上也改善了选用次级电压来调理电源的屏蔽才干，相同也改善了选用初级电压来调理电源时，次级绕组对偏压绕组的耦合状况。 高频变压器匝数如何计算？很多设计高频变压器的人都会有对于匝数的计算问题，那么我们应该

变压器参数计算(精)

Page 6 of 6 条件:INPUT :120V/60HZ OUTPUT : 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER 12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER 温升≤ 600C 电压调整率≤ 10% 解答: 1、原理图 2、交 /直流功率、电流、电压的转换 A 、功率 SEC#1DC 次级第二绕组交流输出功率 : PSEC#2=PDC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W 次级交流输出总功率 : P总 =( PSEC#1+PSEC#2x2=(55.1+9.42x2=129.04W B 、电流次级第一绕组电流应为双臂电流 : I=0.82719 x 2=1.654A 次级第二绕组电流应为双臂电流 : I=0.3535 x 2=0.707A C 、电压 3、

4、 Sc D Wa 故有 (2d 2h 2d 2h 2当当转换系数K 0=交流输出功率/直流输出功率 转换系数K 1=次级交流电流/次级直流电流 次级第一绕组单臂电流 : K1=IAC /IDC IAC =0.707 x 1.17=0.82917ALT82- T8428A 次级第二绕组单臂电流 : K1' =IAC /IDC IAC ' =0.707 x 0.5=0.3535A转换系数K 2=次级交流电压/次级直流电压 次级第一绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC =1.11 x 30=33.3V 次级第二绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC ' =1.11 x 12=13.32V

当 5、 N SEC#1=145T SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104 N SEC#2=58T 6、电流的计算 A 次级反射到初级的电流 I 2’=Isec#1 NSEC#1/NPRI +Isec#2 NSEC#2/NPRI =1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A B 铁损电流 铁的重量 G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4/2 x 10-3 =0.863KG 因 1KG 铁片它的损耗为 3W, 所以磁环的铁损为 3X 0.863=2.59W 磁环的铁损电流 I=2.59/120=21.6MA

如何计算高频变压器参数

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 ⑴ Ф ----- 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 * μ ⑵ μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 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 * N ⑷ EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿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 / L ⑺ 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 ⑼ QL -------- 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)) ⑽ N1 -------- 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： 117.5W 2． 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) ⑾ N1 ----- 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) ≌ 7.6 3． 计算功率场效应管的最高反峰电压: Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿ Vin(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)

单级PFC高频变压器设计及参数计算详解

单级PFC高频变压器设计及参数计算详解 由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商业照明必需大于0.9。对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。即节省空间又节约成本。接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。 以一个60W的实例来进行讲解： 输入条件： 电压范围：176~265Vac 50/60Hz PF>0.95 THD<25% 效率ef〉0.87 输出条件： 输出电压：48V 输出电流：1.28A 第一步：选择ic 和磁芯： Ic用士兰的SA7527，输出带准谐振，效率做到0.87应该没有问题。 按功率来选择磁芯，根据以下公式： Po=100*Fs*Ve Po：输出功率；100：常数；Fs：开关频率；Ve：磁芯体积。 在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作频率选择：50000Hz；则： Ve=Po/（100*50000） =61.4/（100*50000）=12280 mmm PQ3230的Ve值为：11970.00mmm，这里由于是调频方式工作。完全可以满足需求。可以代入公式去看看实际 需要的工作频率为：51295Hz。 第二步：计算初级电感量。 最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249V。 最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V。 最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。 最大占空比的选择: 宽电压一般选择小于0.5，窄电压一般选择在0.3左右。考虑到MOS管的耐压，一般不要 选择大于0.5 ，220V供电时选择0.3比较合适。在这里选择：Dmax=0.327。 最大输入电流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A 最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A MOS管最大峰值电流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A 初级电感量：Lp= Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3 =0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000 =482.55 uH 取500uH。 第三步：计算初级匝数NP： 查磁芯资料，PQ3230的AL值为：5140nH/N^2,在设计反激变压器时，要留一定的气息。选择0.6倍的AL值比较合适。在这里AL我们取：

小型单相变压器设计与相关计算

小型单相变压器设计 1、小型单相变压器简介 变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为：经济的输送电能、合理的分配电能、安全的使用电能。实际上，它在变压的同时还能改变电流，还可改变阻抗和相数。 小型变压器指的是容量1000V.A以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组(构成电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。 1.1 变压器的基本结构 1、1、1主要组成 (1) 铁心 为了减少铁损耗，变压器的贴心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶体片制成。其中套有绕组的部分称为铁心柱，连接铁心柱的部分称为铁轭，为了减少磁路中不必要的气隙，乡邻两层硅钢片的接缝要相互错开。 （2）绕组 变压器的绕组用绝缘导线或扁导线绕成，实际变压器的高，低压绕组并不是分装在两个铁心柱上，而是同心地套在同一个铁心柱上的。为了绝缘的方便，通常低压绕组在里面，靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。（3）其他 除铁心和绕组外，因容量和冷却方式的不同，还需要增加一些其他部件，例如外油绝缘套等等。

1、1、2主要类型 按相数的不同，变压器可分为单向相变压器和三相变压器等。 按每相绕组数量的不同，变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。 按结构形式的不同，变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器的特点是绕组包围着铁心。脆变压器用铁量较少，构造简单，绕组的安装和绝缘比较容易，多用于容量较大的变压器中。壳式变压器的特点是铁心包围绕组。脆变压器用铜量少，多用于小容量变压器中。 2、变压器的工作原理 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。 变压器（transformer）是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为1N，副绕组匝数为2N。

变压器参数计算公式

高频变压jlm器参数计算1．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 (A) ⑴ Ф ----- 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 * μ ⑵ μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 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： E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷ E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿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 = E L * ⊿t / L ⑺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：

Q L = 1/2 * I2 * L ⑼ Q L -------- 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)) ⑽ N1-------- 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) 2．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： 117.5W 2．确定初次级匝数比： 次级整流管选用V RRM =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 = V IN(max) / (V RRM * k / 2) ⑾ N1 ----- 初级匝数 V IN(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) ≌ 7.6 3． 计算功率场效应管的最高反峰电压: Vmax = V in(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿ V in(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：

高频变压器匝数计算

高频变压器参数计算 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 ⑴ Ф ----- 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 * μ⑵ μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 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： E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷ E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿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 = E L * ⊿t / L ⑺ 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： Q L = 1/2 * I2 * L ⑼ Q L -------- 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)) ⑽ N1-------- 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)

业余绕制输出变压器参数和公式计算

一般业余绕制输出变压器不必过多注重理论参数和公式计算，但有三项指标必须重视：1.输出变压器阻抗。2.尽量大的电感量。3尽量小的分布电容。 对于输出变压器阻抗，理论上讲即变压器阻抗必须和功放管阻一致，这样才能达到该功放管的最大设计功率，但实际制作胆机时，往往为了最佳音质而舍弃最佳功率，因而一般都取变压器阻抗远大于胆管阻。以805管为例，本人一般设计变压器时都取其胆阻的3－5倍，因为有如此大的余量，所以只要按原设计者提供的数据绕制，一般都不会有什么问题。 尽量大的电感量和尽量小的分布电容，电感量大则低频好，分布电容小则高频好，但这本身就是一对矛盾，因为要电感量大则分布电容必然也大，要分布电容小则电感量也必然会小，如何解决这一对矛盾，既要电感量大，以保持低频好，又要分布电容小以保持好的高频，这就是我们绕制输出变压器以保证音质的关键所在。如何解决好这一对矛盾呢？下面详细谈谈个人的制作体会，不对之处请大家讨论。 1.为保证有尽量大的电感量，一定要选择大规格的铁芯，只有大规格铁芯才是大电感量的重要保证，市售成品机往往低频下潜不深、缺乏弹性、没有冲击力，速度慢的重要因素都在其为节约成本选用铁芯太小所致，尤其是单端机，因为要流气缝，铁芯规格小了肯定是不行的，本人用于10－20W的小功率单端机的输出牛铁芯决不会小于舌宽35mm，叠厚不得小于65mm，即35×65以上。而大功率单端机的输出牛一般都用舌宽41mm，叠厚75mm，也就是41×75以上，以保证该输出牛有足够的电感量，从而保证低频有很好的下潜，弹性和速度。 2.为保证有尽量小的分布电容：a.各绕组尽量分多层绕制，一般来讲初级绕组不得小于5－7层，次级绕组也必须分5－7层，夹在初级绕组当中，因为这样即有很好的藕合，且各绕组的分布电容呈串联结构，而电容是越串联越小的。b.注意绕制工艺，手法也是减少分布电容的重要措施。第一，绕制时线圈一定要拉紧，越紧越好，这也是高级输出牛只能手工绕制，不能机器绕制的原因所在，但不一定要排列十分整齐，有少量乱层对分布电容相反有好处。第二，线间绝缘层越薄越好，如有绕制经验，有耐心，用绕一层刷一层快干漆更好，但刚开始绕制本人推荐用普通封装纸箱的不干胶胶带，但必须用不透明的那种，透明的反而不好用。每绕一层就用不干胶带封一层，初级与次级间封两层，因其薄膜很薄且有很好的固定作用。第三，次级绕组尽量均匀稀绕，尽量不要象初级那样排的过密，但一定要拉紧。 3.线材选用：因我们选用的铁芯较大，相应的窗口也就较大，对我们选用线材带来了好处，一般初级可选用直径0.31－0.45mm的高强度漆包线，次级选用直径1.2－1.45mm的高强度漆包线，视铁芯窗口大小而定。用这种规格线材既可以拉紧，又可减小变压器的直流电阻，从而减小了变压器的铜损和铁损，对改善音质非常有利。 4.关于铁芯质量选择：对于一个装机高手来讲，有了一副好铁芯就等于成功了一半。铁芯除规格大小外，还有一个重要参数，就是必须选用0.35片厚的，片厚

推挽式开关电源变压器参数的计算

0.4．推挽式开关电源变压器参数的计算 推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。1-8-1-4-1．推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算 由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁，变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，因此，推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍，并且不容易出现磁通饱和现象。 推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙，因此，变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多，这样，推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少，使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同，只是对变压器铁心磁

感应强度的变化范围选择有区别。对于具有双向磁极化的变压器铁心，其磁感应强度B的取值范围，可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。 关于开关电源变压器的计算方法，请参考前面“1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。 根据（1-95）式： （1-150）式和（1-151）式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。式中，N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数，S为变压器铁心的导磁面积（单位：平方厘米），Bm为变压器铁心的最大磁感应强度（单位：高斯）；Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压，单位为伏；τ = T on，为控制开关的接通时间，简称脉冲宽度，或电源开关管导通时间的宽度（单位：秒）；F为工作频率，单位为赫芝，一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下，其伏秒容量必须相等，因此，可以