高频变压器设计基础知识

高频变压器设计基础知识

高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。

设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。

高频变压器的设计通常采用两种方法：第一种是先求出磁芯窗口面积AW与磁芯有效截面积Ae的乘积AP（AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积），根据AP值，查表找出所需磁性材料之编号；第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，再进行设计。

注意：

1）设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大

信号时产生失真。

2）在瞬变过程中，高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡，使损耗增加，严重时会造成开关管损坏。同时，输出绕组匝数多，层数多时，应考虑分布电容的影响，降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的，应根据不同的工作要求，保证合适

的电容和电感。

单片开关电源高频变压器的设计要点

高频变压器是单片开关电源的核心部件，鉴于这种高频变压器在设计上有其特殊性，为此专门阐述降低其损耗及抑制音频噪声的方法，可供高频变压器设计人员

参考。

单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点，能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源。在1994～2001年，国际上陆续推出了TOtch、TOtch-Ⅱ、TOtch-FX、TOtch-GX、Tintch、Tintch-Ⅱ等多种

系列的单片开关电源产品，现已成为开发中、小功率开关电源、精密开关电源及开

关电源模块的优选集成电路。

高频变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件，单片开关电源中高频变压器性能的优劣，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性（EMC）。为此，一个高效率高频变压器应具备直流损耗和交流损耗低、漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容要小等条件。

高频变压器的直流损耗是由线圈的铜损耗造成的。为提高效率，应尽量选择较

粗的导线，并取电流密度J=4～10A／mm2。

高频变压器的交流损耗是由高频电流的趋肤效应以及磁芯的损耗引起的。高频电流通过导线时总是趋向于从表面流过，这会使导线的有效流通面积减小，并使导线的交流等效阻抗远高于铜电阻。高频电流对导体的穿透能力与开关频率的平方根成反比，为减小交流铜阻抗，导线半径不得超过高频电流可达深度的2倍。可供选用的导线线径与开关频率的关系曲线如图1所示。举例说明，当f=100kHz时，导线直径理论上可取φ0.4mm。但为了减小趋肤效应，实际可用更细的导线多股并绕，

而不用一根粗导线绕制。

在设计高频变压器时必须把漏感减至最小。因为漏感愈大，产生的尖峰电压幅度愈高，漏极钳位电路的损耗就愈大，这必然导致电源效率降低。对于一个符合绝缘及安全性标准的高频变压器，其漏感量应为次级开路时初级电感量的1％～3％。要想达到1％以下的指标，在制造工艺上将难于实现。减小漏感时可采取以下措施：

减小初级绕组的匝数NP；

增大绕组的宽度（例如选EE型磁芯，以增加骨架宽度b）；

增加绕组的高、宽比；

减小各绕组之间的绝缘层；

增加绕组之间的耦合程度。

电源高频变压器的设计方法

设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例，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

2、求最小工作周期系数Dmin

3、计算高频变压器的初级电感值Lp

4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸。

5、计算空气间隙长度Lg

6、计算变压器初级线圈Np

7、计算变压器次级线圈Ns

高频变压器：整流、变压

在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。

作为开关电源最主要的组成部分，高频变压器相对于传统的工频变压器有以下优点：利用铁氧体材料制成的高频变压器具有转换效率高、体积小巧的特点；而传统的工频变压器工作在50Hz下，输出相同功率时需要较大的截面积而导致变压器体积庞大，不利于电源的小型化设计，而且电源转换效率也低于开关电源。

电脑使用的开关电源一般采用半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行降压，输出低电压的交流电。在这个电路中，开关管的最大电流对电源输出功率的大小有一定的限制（通常应用于300W电源的MOS管体积较大，有的电源甚至使用了耐流达到10A的开关管），而高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少，由于工作在很高的频率下，对元件质量的要求和线路的搭配有很高的要求。

抑制高频变压器的音频噪声

高频变压器EE或EI型磁芯之间的吸引力，能使两个磁芯发生位移；绕组电流相互间的引力或斥力，也能使线圈产生偏移。此外，受机械振动时能导致周期性的形变。上述因素均会使高频变压器在工作时发出音频噪声。10W以下单片开关电

源的音频噪声频率，约为10kHz～20kHz。

为防止磁芯之间产生相对位移，通常以环氧树脂作胶合剂，将两个磁芯的3个接触面（含中心柱）进行粘接。但这种刚性连接方式的效果并不理想。因为这无法将音频噪声减至最低，况且胶合剂过多，磁芯在受机械应力时还容易折断。国外最近采用一种特殊的“玻璃珠”（glass beads）胶合剂，来粘合EE、EI等类型的铁氧体磁芯，效果甚佳。这种胶合剂是把玻璃珠和胶着物按照1：9的比例配制而成的混合物，它在100℃以上的温度环境中放置1h即可固化。其作用与滚珠轴承有某种相似之处，固化后每个磁芯仍能独立地在小范围内产生形变或移位，而总体位置不变，这就对形变起到了抑制作用。用玻璃珠胶合剂粘接的高频变压器内部。采用这

种工艺可将音频噪声降低5dB。

高频变压器的屏蔽

为防止高频变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰，可把一铜片环绕在变压器外部，该屏蔽带相当于短路环，能对泄漏磁场起到抑制作用，屏蔽带应与地接通。

基本知识

将两个线圈靠近放在一起，当一个线圈线中的电流变化时，穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化，从而使该线圈中出现感应电势，这就是互感现象。变压器就

是根据互感原理制成的。

按工作频率分，有高频变压器、中频变压器、低频变压器、脉冲变压器。如收音机的磁性天线，它是高频；在收音机的中频放大级，用的是中频的，俗称“中周”；低频的种类较多，有电源变压器、输入变压器等；电视机的行输出变压器，也称“高

压包”，它是一种脉冲变压器。

变压比、额定功率、温升、效率、空载电流、绝缘电阻均为其主要技术参数。

在电路中电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配、或阻抗变换等用途。

电子变压器在电源技术中的作用

电子变压器和半导体开关器件，半导体整流器件，电容器一起，称为电源装置中的4大主要元器件。它在电源装置中的作用：

起电压和功率变换作用；

起传递宽带、声频、中周功率和信号作用；

起传递脉冲、驱动和触发信号作用；

起原边和副边绝缘隔离作用；

起单相变三相或三相变单相作用，起改变输出相位作用；

起改变输出频率作用；

起改变输出阻抗与负载阻抗相匹配作用；

起稳定输出电压或电流作用，起调节输出电压作用；

起交流和直流滤波作用；

起抑制电磁干扰作用，起抑制噪声作用；

起吸收浪涌电流作用，减缓电流变化速率；

起储能作用，起帮助半导体开关换向作用；

起开关作用；

起调节电感作用；

起变换电压、电流或脉冲检测信号。

从以上的列举可以看出，不论是直流电源，交流电源，还是特种电源，都离不开电子变压器。有人把电源界定为经过高频开关变换的直流电源和交流电源。在介绍软磁电磁元件在电源技术中的作用时，往往举高频开关电源中的各种电磁元件为例证。同时，在电子电源中使用的软磁电磁元件中，各种变压器占主要地位，因此用变压器作为电子电源中软磁元件的代表，称它们为“电子变压器”。

绕制变压器的材料

要绕制一个变压器我们必须对有关的材料要有一定的认识，下面为你提供了这

方面的知识。

1、铁心材料：

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、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

在绕制过程中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻

间可用黄腊布作隔离。

4、浸渍材料：

绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料。

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，因此其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，成为它的发展方向，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。如果能认真考虑一下它的设计原则，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，对它的铁损铜损比例、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地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，对高频电源变压器进行过优化设计。由于热阻难以确定，结果与试制样品相差甚远，不得不再次修正。现在有些公司的磁芯产品说明书中，为了缩短

用户设计的时间，有的列出简化的设计公式，有的用表列出磁芯在某种工作频率下的传送功率。这种既为用户着想，又推广公司产品的双赢行为，是完全符合市场规律的行为，绝不是什么需要辨析的错误概念。问题是提供的参考数据，推荐的方案是否是经验的总结？有没有普遍性？包括“辨析”一文中提出的一些说法，都需要

经过实践检验，才能站得住脚。

总之，千万记住：它是一种产品（即商品），设计原则是在具体的使用条件下完成具体的功能中追求性能价格比最好。检验设计的唯一标准是设计出的产品能否

经受住市场的考验

什么是干式变压器？什么是湿式变压器？船舶采用哪种？

【答】：干式变压器是使用空气作为冷却介质的；湿式变压器是使用变压器油作为冷却介质的。因为变压器油可以燃烧，有火灾隐患，威胁船舶安全。所以我国《钢质海船入级及建造规范》规定，船上只能采用干式变压器。

一台 15KVA、400V/230V、50H Z 的三相变压器，其原副边的额定电流各为多少？

【答】：原副边的额定电压和电流都是指“线量”，所以其额定电流为线电流，即：原边额定电流为：37.5A；副边额定电流约为：65.22A。

变压器的运行管理应注意哪些最基本的事项？

【答】：首先，应该保证在其额定参数规定的范围内运行。其次，运行管理最基本的注意事项主要有三点。简单地说，即：1、注意其外部的清洁、干燥；2、注意检查、记录和监视其运行参数；3、使用前确保其具有正常良好的状态。

变压器设计基础知识

变压器基础知识 第一章变压器的概述

一. 变压器的用途 在各种电气设备中，往往需要不同的电压电源。如我们日常生活的照明用电，家用电器的电压一般都为220V，而各种动力的电压是380V，而线路的电压一般为：6、10、35、110、220、500KV的电压。 这些称为供电系统。3KV以上的称为高压系统。现代化的工业，广泛采用了电力为能源。电能是由水电站、发电厂的发电机转化来的，发电机所发送来的电力根据输电距离将按照不同的电压等级传输出去，这种传输需一种特殊的专门设备。这种设备就是我们熟悉的电力变压器。 变压器在输配电系统中有着很重要的地位，要求它能安全可靠的运行。当变压器出现故障或损坏，将造成大面积的停电。随着技术的发展，工农业生产需要，变压器在很多的领域也广泛的应用。如，根据需要配套的冶炼用的电炉变压器、电解化工用的整流电压器、铁路电力机车用的牵引变压器……等很多。 二. 变压器的分类 按用途分类： 2.1电力变压器：这是目前工农业生产上广泛使用的变压器，它主要用途是为了输配电系统上使用的 变压器。目前电力变压器形成了系列，已经大批量生产。 按容量和电压等级分成以下类别： Ⅰ、Ⅱ类 10~630 KVA Ⅲ类 800~6300 KVA Ⅳ类 8000~63000 KVA Ⅴ类 63000 KVA以上 按电压所用和发电厂的用途不同可分为： 1.降压变压器； 2.升压变压器； 3.其中低压为400伏的降压变压器称为配电变压器。 电能的输配电过程 首先发电厂发电机发出电能，电压一般是6.3或10.5KV，这样低的电压要输送几百公里以外的 地区是不可能的。所以要将电压升高到38.5、121、242、500KV以后再输出去。这样高的电压到 （把电压降为38.5或110KV）和二次变电所（降为10.5或6.3KV）供电区域后还要经过一次变电所， 变压，再把电能直接送到用户区，经过附近的配电变压器降压为（一般为400V）以供工厂或住户 使用。 2.2电炉变压器：

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

高频变压器的设计

高频变压器的设计 高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。 设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。 高频变压器的设计通常采用两种方法[3]：第一种是先求出磁芯窗口面积AW与磁芯有效截面积Ae的乘积AP（AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积），根据AP值，查表找出所需磁性材料之编号；第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，再进行设计。 注意： 1）设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大信号时产生失真。 2）在瞬变过程中，高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡，使损耗增加，严重时会造成开关管损坏。同时，输出绕组匝数多，层数多时，应考虑分布电容的影响，降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的，应根据不同的工作要求，保证合适的电容和电感。 单片开关电源高频变压器的设计要点 高频变压器是单片开关电源的核心部件，鉴于这种高频变压器在设计上有其特殊性，为此专门阐述降低其损耗及抑制音频噪声的方法，可供高频变压器设计人员参考。 单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点，能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源。在1994～2001年，国际上陆续推出了TOtch、TOtch-Ⅱ、TOtch-FX、TOtch-GX、Tintch、Tintch-Ⅱ等多种系列的单片开关电源产品，现已成为开发中、小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 高频变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件，单片开关电源中高频变压器性能的优劣，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性（EMC）。为此，一个高效率高频变压器应具备直流损耗和交流损耗低、漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容要小等条件。 高频变压器的直流损耗是由线圈的铜损耗造成的。为提高效率，应尽量选择较粗的导线，并取电流密度J=4～10A／mm2。 高频变压器的交流损耗是由高频电流的趋肤效应以及磁芯的损耗引起的。高频电流通过导线时总是趋向于从表面流过，这会使导线的有效流通面积减小，并使导线的交流等效阻抗远高于铜电阻。高频电流对导体的穿透能力与开关频率的平方根成反比，为减小交流铜阻抗，导线半径不得超过高频电流可达深度的2倍。可供选用的导线线径与开关频率的关系曲线如图1所示。举例说明，当f=100kHz时，导线直径理论上可取φ0.4mm。但为了减小趋肤效应，实际可用更细的导线多股并绕，而不用一根粗导线绕制。 在设计高频变压器时必须把漏感减至最小。因为漏感愈大，产生的尖峰电压幅度愈高，漏极钳位电路的损耗就愈大，这必然导致电源效率降低。对于一个符合绝缘及安全性标准的高频变压器，其漏感量应为次级开路时初级电感量的1％～3％。要想达到1％以下的指标，在制造工艺上将难于实现。减小漏感时可采取以下措施：o减小初级绕组的匝数NP； o增大绕组的宽度（例如选EE型磁芯，以增加骨架宽度b）；

变压器基础性知识

单选题 基础知识 1、变压器绕组匝间绝缘属于（）。 A．主绝缘 B．纵绝缘 C．横向绝缘 D．外绝缘 答案：B 2、电源频率增加一倍，变压器绕组的感应电动势（）（电源电压不变为前提）。 A．增加一倍 B．不变 C．是原来的1／2 D．略有增加 答案：A 3、变压器调整电压的分接引线一般从（C）引出。 A.一次侧绕组 B.低压绕组 C.高压绕组 主要原因是高压侧电流较小，分接开关或引出线可以节省体积和材料，通过相应的变比达到调节低压侧电压的目地 4、变压器的高压绕组的电流一定（C）低压绕组电流。 A.大于B等于 C.小于 5、变压器二次绕组短路，一次绕组施加电压使其电流达到（C）时，此时所施加的电压称为阻抗电压。 A.最大值 B.最小值 C.额定值

6.变压器一次绕组一般用绝缘纸包的（B）或铝线绕制而成。 A、绝缘 B.铜线 C.硅钢片D那种都行 7、变压器稳定升温的大小与（A）相关。 A.变压器的损耗和散热能力等 B.变压器周围环境温度 C.变压器绕组排列方式 8、升压变压器，一次绕组的每匝电势（A）二次绕组的每匝电势。 A.等于 B.大于C小于 9、在变压器中同时和一次绕组、二次绕组相交链的磁通称为（A） A.主磁通 B.漏磁通C无法确定 10、变压器二次绕组短路，一次绕组施加电压使其电流达到额定值时，变压器从电源吸取的功率称为（A ） A短路损耗 B.开路损耗C空载损耗 D.负载损耗 1、电力系统一般事故备用容量约为系统最大负荷的（）。 A．2%～5% B．3%～5% C．5%～10% D．5%～8% 答案：C 2、额定电压为1kVA以上的变压器绕组，在测量绝缘电阻时，必须用（）。A．1000V兆欧表 B．2500V兆欧表 C．500V兆欧表 D．200V兆欧表 答案：B

变压器基础知识

变压器原理、质量等基础知识 作者：未知????文章来源：未知????点击数：669????更新时间：2008-2-14 变压器的基本原理??????? ??? 变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，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。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。它是由一个初级线圈（线圈圈数n1）及一个次级线圈（线圈圈数n2）环绕着一个核心。常用的铁心形状一般有E型和C型。 ?

???????E1是初级电压，次级电压E2是? E2 = E1×（n2/n1）??????? ??? 上图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。???????? ??? 下图是各种变压器的电路符号，从变压器的电路符号可以看出变压器的线圈结构。 ? ?

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，那么我们应该如何来计算高频变压器的匝数，从而解决这个问题？接下来，晨飞电子就为大家介绍下匝数的计算方法：

变压器基础知识

变压器基础知识有哪些 变压器基础知识有哪些 第一章：通用部分 1.1 什么是变压器？ 答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。 1.2 什么是局部放电？ 答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。 1.3 局放试验的目的是什么？ 答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角；绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。 1.4 什么是铁损？ 答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。 1.5 什么是铜损？ 答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经

额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。 1.6 什么是高压首端？ 答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端（强调电气连接）。 1.7 什么是高压首头？ 答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头（强调空间位置）。 1.8 什么是主绝缘？它包括哪些内容？ 答：主绝缘是指绕组（或引线）对地（如对铁轭及芯柱）、对其他绕组（或引线）之间的绝缘。 它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。 1.9 什么是纵绝缘？它包括哪些内容？ 答：纵绝缘是指同一绕组上各点（线匝、线饼、层间）之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。 它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、导线线匝的匝间绝缘、同线圈引线间的绝缘、分接开关同触头间的绝缘。 1.10 高压试验有哪些？分别考核重点是什么？ 答：高压试验包含空载试验、负载试验、外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电试验、雷电冲击试验。

高频变压的设计方法

高频链中高频变压器的分析与设计 文章作者：四川成都西南交通大学龙海峰郭世明江苏南京国电南京自动化股份有限公司呙道静 文章类型：设计应用文章加入时间：2004年9月6日14:54 文章出处：电源技术应用 摘要：高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体 积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。 实验结果证明该设计满足要求。 关键词：高频链；高频变压器；逆变器 引言 MESPELAGE于1977年提出了高频链逆变技术的新概念[1]。高频链逆变技术与常规的逆变技术最 大的不同，在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离，减小了变压器的体积和重量。近年来， 高频链技术引起人们越来越多的兴趣。 1 概述 图1是传统的逆变器框图。其缺点是采用了笨重庞大的工频变压器和滤波电感，导致效率低，噪 音大，可靠性差。另外，谐波含量大，波形畸变严重，与要求的优质正弦波相差甚远。

图2所示为电压源高频链逆变器的框图，该方案是当今研究的最先进方案[2]，也是本文中采用的方案。采用此方案有其一系列的优点，诸如，以小型的高频变压器替代工频变压器；只有两级功率变换；正弦波质量高；控制灵活等。高频变压器是高频链的核心部件，肩负着隔离和传输功率的重任，其性能好坏直接决定逆变器的性能好坏。不合格的变压器温升高，效率低，漏感严重，输出波形畸变大，直接影响电路的稳定性和可靠性，甚至损坏开关器件，导致实验失败。 2 高频变压器的设计 设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比如表1所列。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。本文采用的就是铁氧体材料。 表1 各种磁芯特性比较表

变压器知识培训学习资料

变压器知识培训 变压器概述 变压器是利电磁感应原理传输电能和电信号的器件，它具有变压，变流，变阻抗的作用。变压器种类很多，应用也十分广泛，例如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远离输电，到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用，以此减少运输过程中电能的损耗。 变压器的工作原理 变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的一侧叫一次侧，一次侧的绕组叫一次绕组，把变压器接负载的一侧叫二次侧，二次侧的绕组叫二次绕组。 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，一次线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使二次级线圈中感应出电压（或电流）。 变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器设备。 型号说明：

一、变压器的制作原理： 在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。 二、分类 按容量分类：中小型变压器（35KV及以下，容量在5-6300KVA）、大型变压器（110KV及以下容量为8000-63000KVA）、特大型变压器（220KV以上）。 按用途分类：电力变压器（升压变、降压变、配电变、联络变、厂用或电所用等）、仪用变压器（电流互感器、电压互感器等用于测量和保护用）、电炉变压器、试验变压器、整流变压器、调压变压器、矿用变压器、其它变压器。 按冷却价质分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、气体（SF6）变压器。 按冷却方式分类：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式、蒸发冷却式。

变压器的基础知识

变压器的基础知识 一、变压器: 就是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说,变压器就就是实现电能在不同等级之间进行转换。 二、结构: 铁心与绕组:变压器中最主要的部件,她们构成了变压器的器身。 铁心:构成了变压器的磁路,同时又就是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱与铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。 铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。硅钢片有热轧与冷轧两种,其厚度为0、35～0、5mm,两面涂以厚0、02～0、23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。 绕组:绕组就是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。 一次绕组(原绕组):输入电能 二次绕组(副绕组):输出电能 她们通常套装在同一个心柱上,一次与二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压与电流。 其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来瞧,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。 其她部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。 三、额定值 额定值就是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有: 1、额定容量S N

额定容量就是指额定运行时的视在功率。以 V A 、kV A 或MV A 表示。由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。 2、额定电压U 1N 与U 2N 正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。二次侧的额定电压U 2N 就是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额定电压以V 或kV 表示。对三相变压器,额定电压就是指线电压。 3、额定电流I 1N 与I 2N 根据额定容量与额定电压计算出的线电流,称为额定电流,以A 表示。 对单相变压器 N N N U S I 11=; N N N U S I 22= 对三相变压器 N N N U S I 113=;N N N U S I 223= 4、额定频率 f N 除额定值外,变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式与冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态就是电机的理想工作状态,具有优良的性能,可长期工作。 四、变压器的空载运行

变压器基础知识初级

变压器基础知识（初级） 一、变压器原理及分类 1．原理：变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输电能的一种静止电器。其基本原理是电磁感应原理，即“电生磁，磁生电”的一种具体应用。 2．分类： 电力变压器——用于输配电系统 按用途分 特种变压器——用于特殊用途的变压器 1．升压变压器：把发电机电压升高 2．降压变压器：把输电电压降低 3．联络变压器：联接几个不同电压等级电力变压器又分为的系统

4．配电变压器：把电压降到用户所需电压 5．厂用变压器：供发电厂本身用电 特种变压器：整流变压器，电炉变压器等。 3．符号含义：

□□□□□□□□-□/□□-防护代号（一般不标，TH-湿热，TA-干热） 高压绕组额定电压等级（kV） 额定容量（kVA） 设计序号（1、2、3……；半铜半铝加b） 调压方式（无励磁调压不标，Z-有载调压） 导线材质（铜线不标，L-铝线） 绕组数（双绕组不标，S-三绕组，F-双分裂绕 组） 循环方式（自然循环不标，P-强迫循环） 冷却方式（J-油浸自冷，亦可不标，G-干式空 气自冷，C-干式浇注绝缘， F-油浸风冷，S-油水冷）

相数（D-单相，S-三相） 绕组耦合方式（一般不标，O-自耦） 4．油浸变压器（电力）的基本组成： 变压器主要由下列部分组成： 铁心 器身绕组 引线和绝缘 油箱本体（箱盖、箱壁和箱底或上、下节变压器油箱油箱） 油箱附件（放油阀门） 调压装置——无励磁分接开关或有载分接开关 保护装置——储油柜、油位计、安全气道、吸湿 器、油温元件、净油器、气体继电器等 出线装置高、中、低压套管、电缆出线等 二、组件 1．压力释放阀 1．1用途及工作特点 压力释放阀是用来保护油浸电气设备，例如变压器、高压开关、电容器、有载分接开关等的安全装置，可以避免油箱变形或爆裂。

变压器基础知识

变压器基础知识 1、什么叫变压器? 在交流电路中，将电压升高或降低的设备叫变压器，变压器能把任一数值的电压转变成频率相同的我们所需的电压值，以满足电能的输送，分配和使用要求。 例如发电厂发出来的电，电压等级较低，必须把电压升高才能输送到较远的用电区，用电区又必须通过降压变成适用的电压等级，供给动力设备及日常用电设备使用。 2、变压器是怎样变换电压的? 变压器是根据电磁感应制成的。它由一个用硅钢片(或矽钢片)叠成的铁芯和绕在铁芯上的两组线圈构成，铁芯与线圈间彼此相互绝缘，没有任何电的联系。 将变压器和电源一侧连接的线圈叫初级线圈(或叫原边)，把变压器和用电设备连接的线圈叫作次级线圈(或副边)。当将变压器的初级线圈接到交流电源上时，铁芯中就会产生变化的磁力线。 由于次级线圈绕在同一铁芯上，磁力线切割次级线圈，次级线圈上必然产生感应电动势，使线圈两端出现电压。因磁力线是交变的，所以次级线圈的电压也是交变的。而且频率与电源频率完全相同。 经理论证实，变压器初级线圈与次级线圈电压比和初级线圈与次级线圈的匝数比值有关，可用下式表示：初级线圈电压/次级线圈电压=初级线圈匝数/次级线圈匝数 说明匝数越多，电压就越高。因此可以看出，次级线圈比初级线圈少，就是降压变压器。相反则为升压变压器。 3、变压器设计有哪些类型? 按相数分有单相和三相变压器 按用途分有电力变压器，专用电源变压器，调压变压器，测量变压器(电压互感器、电流互感器)，小型电源变压器(用于小功率设备)，安全变压器.

按结构分有芯式和壳式两种。线圈有双绕组和多绕组，自耦变压器。 按冷却方式分有油浸式和空气冷却式。 4、变压器部件是由哪些部分组成的? 变压器部件主要是由铁芯、线圈组成，此外还有油箱、油枕、绝缘套管及分接开头等。 5、变压器油有什么用处? 变压器油的作用是： (1)、绝缘作用 (2)、散热作用 (3)、消灭电弧作用 6、什么是自耦变压器? 自耦变压器只有一组线圈，次级线圈是从初级线圈抽头出来的，它的电能传递，除了有电磁感应传递外，还有电的传送，这种变压器硅钢片和铜线数量比一般变压器要少，常用作调节电压。 7、调压器是怎样调压的? 调压器的构造与自耦变压器相同，只是将铁芯作成环形线圈就绕在环形铁芯上。

电力基础知识最新版

一、名词解释： １、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。 ２、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。３、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。 ４、高压断路器：又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 ５、负荷开关：负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。 ６、空气断路器（自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。 ７、电缆：由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电

线称为电缆。 ８、母线：电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。 ９、电流互感器：又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 10 、变压器：一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 11 、高压验电笔：用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。 12 、接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是25mm 2 以上裸铜软线制成。 13 、标示牌：用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。 14 、遮栏：为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。 15 、绝缘棒：又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或位开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。 16 、跨步电压：如果地面上水平距离为0.8m 的两点之间有电位差，

变压器基本工作基础学习知识原理

第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ -=22 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。

三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。

高频变压器设计

高频变压器设计 单端反激式开关电源中，高频变压器的设计是设计的核心。高频变压器的磁芯一般用锰锌铁氧体，EE 型和EI 型，近年来，我国引进仿制了汤姆逊和TDK 公司技术开发出PC30,PC40高磁导率，高密度几个品种。 一、 计算公式 单端反激式开关电源是以电感储能方式工作，反激式公式推导： 首先要计算出整流后的输入电压的最大值和最小值，如交流输入电压AC V （160~242V ），窄限范围；AC V （85~265V ），宽限范围。 整流后直流电压DC V =1.4*AC V （224~338V ）窄限范围； DC V =1.4AC V （119~371V ） ，宽限范围。 整流后直流纹波电压和整流桥压降一般取20V ，和滤波电容有关。 （1）初级峰值电流p I 集电极电压上升率p in p c I V L t = (c t 电流从0上升到集电极电流峰值作用时间) 取 max 1c f t D = min max **p p in L I f V D = 公式中，min in V ： 是最低直流输入电压，V ； p L ：变压器初级电感量，H ； f ：开关频率，Hz ； 输出功率等于存储在每个周期内的能量乘以工作频率。 21***2 out p p P L I f = 经进一步简化，就可以得到变压器初级电流峰值为 min max 2**out p c in P I I V D == (2)初级电感量p L 因为电感量*V S H I = (max D S f = ；1V*1S 1mH=1A ) min max p L *in p V D I f = （3）关于最小占空比min D 和最大占空比max D 最小占空比和最大占空比的设计可根据输入电压变化范围和负载情况合理决定，在输 入电压比较高的情况下，如400VDC ，max D 可选0.25以下；在输入电压比较低的情况下，如110VDC , max D 可选0.45以下； max min in in V K V = ；max min max max (1)*D D D K D =-+ （4）磁芯的选择 磁芯输出功率和磁芯截面积的经验关系式为 (0.1~e A ≈

变压器基础知识培训教材

变压器基础知识培训教材 第一部分 原材料类 培训资料一 变压器工作原理 一变压器组成 变压器主要由骨架铁芯漆包线绝缘胶带纸等组成其中骨架起支撑作 用铁芯起能量转换桥梁作用漆包线主要用来做绕组绝缘胶带则用来对各绕组之间 的绝缘作保证最简单的变压器应有铁芯和漆包线缺一不可 胶带漆包线 铁芯磁芯 骨架 第1页 二变压器种类 按用途可分为 1电源变压器为电子设备提供电源如整流隔离灯丝等变压器 2音频变压器用于音频放大电路及音响设备中如话筒线间匹配等变压器 3开关电源变压器用于开关电源中的变压器如反激正激半桥正桥等变压 器 4特种变压器主要指具备特殊功能的一些变压器如电力变压器等 按工作频率可分为 1工频变压器指工作频率为50或60HZ的变压器俗称低频变压器

2中频变压器指工作频率为4001000HZ的变压器 3 音频变压器指工作频率在20KHZ 以下的变压器 4 高频变压器指工作频率在20KHZ 以上的变压器 其分类方法有多种如按铁芯结构按相位按绝缘等级按升降压方式等 二变压器工作原理 变压器是把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置 磁力线 初级次级 ui RL 变压器工作原理图 图中与输入电源相连的为初级绕组初级绕组流过交变电流与负载相连的为次级绕组产生的电流同样是交变的 第2页 培训资料二 漆包线 WIRE 一漆包线类别 聚胺基甲酸脂漆包线是以Polyure thane树脂为主体的油脂为绝缘漆膜直铜软化 后表面涂一层或数层绝缘漆并经加工烘干而成其最大的特点是漆包膜在300?以上 时能于短时间内溶解便于直接上锡作业 1 UEW类型直接焊锡容易着色耐温等级有7级分别为 90度--Y级 105度--A级

高频变压器设计的五个步骤

变压器的设计过程包括五个步骤: ①确定原副边匝数比； 为了提高高频变压器的利用率,减小开关管的电流,降低输出整流二极管的反向电压,减小损耗和降低成本,高频变压器的原副边变比应尽量大一些. 为了在任意输入电压时能够得到所要求的电压,变压器的变比应按最低输入电压选择.选择副边的最大占空比为 ,则可计算出副边电压最小值为: ,式中, 为输出电压最大值, 为输出整流二极管的通态压降, 为滤波电感上的直流压降.原副边的变比为: ②确定原边和副边的匝数； 首先选择磁芯.为了减小铁损,根据开关频率 ,参考磁芯材料手册,可确定最高工作磁密、磁芯的有效导磁截面积、窗口面积 .则变压器副边匝数为: .根据副边匝数和变比,可计算原边匝数为 ③确定绕组的导线线径； 在选用导线线径时,要考虑导线的集肤效应.所谓集肤效应,是指当导线中流过交流电流时,导线横截面上的电流分布不均匀,中间部分电流密度小,边缘部分电流密度大,使导线的有效导电面积减小,电阻增加.在工频条件下,集肤效应影响较小,而在高频时影响较大.导线有效导电面积的减小一般采用穿透深度来表示.所谓穿透深度,是指电流密度下降到导线表面电流密度的0.368(即: )时的径向深度. ,式中, , 为导线的磁导率,铜的相对磁导率为 ,即:铜的磁导率为真空中的磁导率 , 为导线的电导率,铜的电导率为 . 为了有效地利用导线,减小集肤效应的影响,一般要求导线的线径小于两倍的穿透深度,即 .如果要求绕组的线径大于由穿透深度所决定的最大线径时,可采用小线径的导线多股并绕或采用扁而宽的铜皮来绕制,铜皮的厚度要小于两倍的穿透深度 (4)确定绕组的导线股数 绕组的导线股数决定于绕组中流过的最大有效值电流和导线线径.在考虑集肤效应确定导线的线径后,我们来计算绕组中流过的最大有效值电流. 原边绕组的导线股数:变压器原边电流有效值最大值 ,那么原边绕组的导线股数 (式中,J 为导线的电流密度,一般取J=3~5 , 为每根导线的导电面积.). 副边绕组的导电股数:①全桥方式:变压器只有一个副边绕组,根据变压器原副边电流关系,副边的电流有效值最大值为: ;②半波方式:变压器有两个副边绕组,每个负载绕组分别提供半个周期的负载电流,因此其有效值为 ( 为输出电流最大值).因此副边绕组的导线股数为(5)核算窗口面积 在计算出变压器的原副边匝数、导线线径及股数后,必须核算磁芯的窗口面积是否能够绕得下或是否窗口过大.如果窗口面积太小,说明磁芯太小,要选择大一点的磁芯;如果窗口面积

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)

高频变压器设计原理

摘要：阐述了高频开关电源热设计的一般原则，着重分析了开关电源散热器的热结构设计。 关键词：高频开关电源；热设计；散热器 1 引言 电子产品对工作温度一般均有严格的要求。电源设备内部过高的温升将会导致对温度敏感的半导体器件、电解电容等元器件的失效。当温度超过一定值时，失效率呈指数规律增加。有统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％；温升50℃时的寿命只有温升为25℃时的1/6。所以电子设备均会遇到控制整个机箱及内部元器件温升的要求，这就是电子设备的热设计。而高频开关电源这一类拥有大功率发热器件的设备，温度更是影响其可靠性的最重要的因素，为此对整体的热设计有严格要求。完整的热设计包括两方面：如何控制热源的发热量；如何将热源产生的热量散出去。最终目的是如何将达到热平衡后的电子设备温度控制在允许范围以内。 2 发热控制设计 开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管（如MOSFET、IGBT、GTR、SCR等），大功率二极管（如超快恢复二极管、肖特基二极管等），高频变压器、滤波电感等磁性元件以及假负载等。针对每一种发热元器件均有不同的控制发热量的方法。 2.1 减少功率开关的发热量 开关管是高频开关电源中发热量较大的器件之一，减少它的发热量，不仅可以提高开关管自身的可靠性，而且也可以降低整机温度，提高整机效率和平均无故障时间（MTBF）。开关管在正常工作时，呈开通、关断两种状态，所产生的损耗可细分成两种临界状态产生的损耗和导通状态产生的损耗。其中导通状态的损耗由开关管本身的通态电阻决定。可以通过选择低通态电阻的开关管来减少这种损耗。MOSFET的通态电阻较IGBT的大，但它的工作频率高，因此仍是开关电源设计的首选器件。现在IR公司新推出的IRL3713系列HEXFET(六角形场效应晶体管)功率MOSFET已将通态电阻做到3mΩ，从而使这些器件具有更低的传导损失、栅电荷和开关损耗。美国APT公司也有类似的产品。开通和关断两种临界状态的损耗也可通过选择开关速度更快、恢复时间更短的器件来减少。但更为重要的则是通过设计更优的控制方式和缓冲技术来减少损耗，这种方法在开关频率越高时越能体现出优势来。如各种软开关技术，能让开关管在零电压、零电流状态下开通或关断，从而大大减少了这两种状态产生的损耗。而一些生产厂家从成本上考虑仍采用硬开关技术，则可以通过各种类型的缓冲技术来减少开关管的损耗，提高其可靠性。 2.2 减少功率二极管的发热量 高频开关电源中，功率二极管的应用有多处，所选用的种类也不同。对于将输入50Hz交流电整流成直流电的功率二极管以及缓冲电路中的快恢复二极管，一般情况下均不会有更优的控制技术来减少损耗，只能通过选择高品质的器件，如采用导通压降更低的肖特基二极管或关断速度更快且软恢复的超快恢复二极管，来减少损耗，降低发热量。高频变压器二次侧的整流电路还可以采用同步整流方式，进一步减少整流压降损耗和发热量，但它们均会增加成本。所以生产厂家如何掌握性能与成本之间的平衡，达到性价比最高是个很值得研究的问题。 2.3 减少高频变压器与滤波电感等磁性元件的发热