网络变压器的工作原理介绍和EMC设计

网络变压器的工作原理介绍和EMC设计

1、网络变压器的介绍

网络变压器也被称作“数据汞”，也可称为网络隔离变压器。它在一块网络接口上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；二是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。它主要用在网络交换机、路由器、网卡、集线器里面，起到信号耦合、高压隔离、阻抗匹配、电磁干扰抑制等作用。

网络变压器用于交换机和网卡的设计拓扑图：

以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包含中心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新的以太网设备通过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应用越来越广泛。这些器件的特性对于EMI的抑制很关键。

2、网络变压器分类

产品依据结构类型，可以分为两类:a.离散性网络变压器(DiscreteLAN Magnetics Module)；b.内部集成磁性变压器模块的RJ45连接器 (RJ45 Connector with Integrated Magnetics,ICMs)。

产品依据客户焊接类型，可以分为两类:a.表面贴装元件 (SMT,Surface Mount Type)；b.插件元件(TH,Through-Hole Type)。

产品依据传输速率，可以分类四类:a. 10Base-T；b. 10/100Base-T；c. 1000 Base-T；d. 10G Base-T。

(Base-T: Baseband，双绞线对。简而言之，Base-T是一种以bps速率工作的局域网（LAN）标准，它通常被称为快速以太网，并使用UTP（非屏蔽双绞线）铜质电缆。快速以太网有三种基本的实现方式：Base-FX、 Base-T、和1Base-T4。每一种规范除了接口电路外都是相同的，接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。为了实现时钟/数据恢复（CDR）功能，Base-T使用4B/5B曼彻斯特编码（Manchester Encoding）机制。)

3、网络变压器的工作原理:

3.1 内部结构

1、共模扼流圈（CMC：Common mode Choke）

共模扼流圈(Common mode Choke)，也叫共模扼制电感，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L（或N）与E 之间的共模干扰具有抑制作用，而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过，而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，所以它可以用来抑制共模电流骚扰。

共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS 电源等设备中的一个重要部分。其工作原理：当工作电流流过两个绕向相反线圈时，产生两个相互抵消的磁场 H1、 H2 ，此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时，线圈即呈现出高阻抗，产生很强的阻尼效果，达到衰减干扰信号作用。

CMC抑制共模信号：

顾名思义，共模扼流圈是用来抑制共模噪声信号（无用的信号，干扰信号)的元件，它对共模噪声信号形成高阻抗，而对差模信号(有用的信号)基本上无影响。它是抑制EMI电磁干扰的主要元件，工作原理如下:

共模信号是指在两输入端输入极性相同的信号。共模信号将导致电磁干扰。电磁干扰分为辐射干扰和传导干扰（进入电源线内）。信号传输不对称和阻抗不匹配时差模信号转换都将产生数字终端设备的共模信号。

CMC对差模信号无影响：

2、自耦合变压器(Center Tapped Auto-Transformer)

自耦合变压器对差模信号形成高阻抗，对共模信号基本上无影响，按照以上的接线方式接入线路中，可以有效地进行信号传输，继而进一步减少及抑制了电磁干扰。

3、扼流圈工作原理及插入损耗特性（或称阻抗特性）：

变压器两脚加上信号电压(差模信号)时，经过磁路耦合作用在变压器的次级端感应出感生电压。对于信号电压，由于CMC两绕组同时流过的信号电流大小相等、方向相反，在CMC的铁芯磁路中产生了方向相反的磁通，相互抵消，不影响差模信号传输。而此时变压器Transformer两绕组流过的则是大小相等，方向相同的电流，致使变压器Transformer的作用相当于一个大的电阻，阻碍差模信号的通过，对载波信号的传输影响极少。所以差模信号被直接耦合加到负载上。而对共模信号来说，主要是通过变压器的初、次级间的分布电容耦合到次级，而此时CMC两绕组流过的是大小相等、方向相同的电流，这时CMC相当于一个大的电阻，阻止共模电流的传输，而变压器Transformer两绕组则是流过大小相等、方向相反的电流，对共模信号相当于短路，这样共模电压基本上不会被传送，而被耦合到负载上。从而既能使载波信号被很好的传输，又能抑制共模干扰信号。

4、网络变压器PCB设计

设计要点：

一、营造一个无噪音，电源稳定的环境；

二、减少EMI、EMC对芯片的影响；

三、简单的信号布线，减小走线长度。

1、上图中模块A（电容、电阻）应当尽可能的靠PHY。模块B应当尽可能靠近变压器 (因为当发送时RTL8201从模块A吸收电流；而当接收时,RTL8201将从模块B采集差分信号电压；

2、RJ-45和变压器的距离(L1)应当尽可能的缩短；

3、Rtset信号应当尽可能靠近PHY, 并且如果可能的话应当远离TX+/-,RX+/-,和时钟信号；

4、晶体不应该放置在靠近I/O端口、电路板边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件的周围；

5、晶体的外壳良好接地，以避免EMC/EMI带来的外部噪音, 同样晶体的隔离线（retaining straps of the Crystal）也需要良好的接地；

6、磁性元件或客产生磁场的元件应当被隔离并且彼此保持90度的方向，高电流的元件应当靠近电源以减少走线。高电流走线将产生更多的EMI问题；。

7、终端电阻：如上所述的模块A和B,模块A的电阻电容应当靠近PHY,两个接收终端电阻可以靠近变压器。为了更好的阻抗匹配,这些电阻/电容对应当仔细选择；

8、PHY和变压器之间的距离 (L2)也应该尽可能的短。为了实际操作的方便，这一点经常被放弃。但是，保持Tx±, Rx±信号走线得对称性是非常重要的，而且L2需要保持在一个合理的范围内，最大约

10~300px。

设计实例：

A、网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则：

参考上图，需要注意下面几点：

1、变压器与RJ45之间，PHY层芯片与变压器之间的距离应控制在1inch 内。当布局条件限制时，应优先保证变压器与RJ45之间的距离在1 inch 内；

2、器件布局按照信号流向放置，切勿绕来绕去；

3、变压器下方的地平面要分割，分割线宽度不小于100MIL，网口变压器放置在GND和PGND的分隔线上；

4、每对差分走线都要控制走线长度一致，同时注意控制阻抗为100欧姆；

5、注意PHY层芯片的的数字地和模拟地统一，数字电源和模拟电源使用磁珠进行隔离。同时要与变压器配合。注意PHY芯片的电源滤波，按照芯片要求设计；

6、网口指示灯的电源线3.3V或者2.5V来自于电源平面，要对它们使用磁珠和电容进行退耦；指示灯驱动线要靠近PHY串连电阻，并在进入I/O区域之前进行电容滤波。这样防止噪声通过指示灯电源线耦合到差分线对区域；

7、指示灯电源线和驱动信号线要靠近走线，尽量减小环路面积。见图左下脚；

8、指示灯线和差分线对要进行必要的隔离，两者要保证距离足够远，如果必要使用GND平面进行隔离；

9、注意网口变压器芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短分布电感最小；

10、用于连接GND和PGND的0欧姆电阻或者电容要放置在地分割线上；

11、PHY芯片的模拟电源不要占用大面积平面，从局部铜皮通过走线、磁珠、走线拉到变压器芯片侧中心抽头上；

12、PHY芯片与变压器之间已经没有VDD，将PHY芯片与变压器之间的平面层区域定义为GND，这样可以切断来自VDD平面的噪声途径。实际处理见下图；

13、沿单板PCB的边缘（不用包住PGND，见图8）每隔250mil打一个接地过孔，这些过孔排可以切断单板噪声向外辐射的途径，减小对PGND静地的影响；

14、单板的PGND、GND通过镙孔和结构相连接，保证系统地电位的统一；

15、保证电源平面和地平面之间的良好退耦（低阻），电源平面最好和地平面相邻；

16、和电源平面相邻的信号线不要超出电源平面的投影区域；

17、要保证和电源平面相邻的信号线的回流路径的完整性，否则就要改变平面的形状，使得信号线处在平面层内，回流路径的不完整会带来严重的EMC问题；

18、推荐把所有的高速信号线、I/O线、差分线对优先靠近地平面走线，如果无法实现才以电源平面作为参考平面；

19、差分线要远离其它信号线，放置其它信号线把噪声耦合到差分线上；

20、为了减小差分信号的噪声，数字信号线或电源要远离模拟信号线或电源；

21、电源的去耦和旁路是十分重要的，它们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振。电容可以起到去耦和旁路的作用，但要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路的面积尽量小，保证引线电感尽量小，见下图所示：

从上图可见，最右边的情况有最小的环路面积。

从上图可见，左边的布局中，电容要通过长线连接到平面上，存在很大的引线电感；而右边的布局中，退耦电容连线很短，保证了低引线电感的要求。

B、采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则：

一体化连接器因为体积小，性能好的优点，应用越来越广泛。通过实际的应用，发现在一体化连接器可以有效降低网口的EMI。

从上图可以看出，不同在于少了网口变压器，其它大都相同。下面只针对不同点进行描述。

1、网口变压器是隔离器件，用于切断共模，因为已经被集成在连接器里，所以地平面不再进行分割处理；

2、一体化连接器的外壳应该连接到连续的地平面上。不要在连接器下面创建机架地；

3、单板周围每隔250mil打接地过孔，将单板噪声屏蔽在板内。

C、电源、地平面的布局

尽管我们一直建议电源和地平面相邻，但是一些对价格敏感的单板可能并不能做到。下面的建议可以一定程度上减小电源的阻抗。见下图：

电源层power2并没有与地平面相邻，对地阻抗可能较大，如果退耦不合理就会带来EMC问题。而且，如果POWER2层被同时分成多个电压区域，跨这些区域的信号线就会因为回流路径不连续产生较大的环路面积，从而导致出现EMC问题。

如果我们在inner4层和bottom层进行地填充，就可以一定程度的降低电源的阻抗，为信号线创造低阻抗通路。

D、差分线对布局、布线要求

差分线对以差分形式存在，具有很强的共模抑制能力，但是如果布局布线不当，差模就可以转化为共模，带来共模噪声。因此对差分线的处理要注意：

1、差分线对间的距离要保持一致，大约等于线宽；

2、差分线的特征阻抗要控制在100欧姆±10％；

3、建议在内层走线，并尽量和地平面相邻；

4、保持差分线对的对称，任何不对称都会造成差模向共模的转变。

E、差分信号终端电阻、滤波电容的布局、布线

49.9欧姆的终端电阻（有的PHY可能没有）必须靠近PHY芯片的TX和RX管脚放置，两个终端电阻的中间必须和地以尽可能短的连线相连。如下图所示：

如上图所示：右侧的两个4.7PF电容对于高频噪声具有良好的抑制能力，但是只有保证了电容引线的低电感，才能起到应由的作用。两个滤波电容必须良好对称，保证平衡，否则差模可能转成共模，带来共模噪声。使用中还要注意，电容的取值不能太大，太大的电容会影响信号的质量甚至功能。

另外，这两个4～7PF的电容可以通过平面来产生，大家知道，平面电容的分布电感是十分低的，在与地平面相邻的信号层无走线区域打一块补丁，就可以产生一个高性能电容。见下图：

F、选择高共模抑制能力的变压器

变压器的共模抑制能力可以降低差模向共模的转变，但是在变压器的datasheet里一般并不会列出EMC测试范围内的共模抑制性能。这样给变压器的选择带来困难。

1、选择在线路侧有共模呃流圈的变压器。

2、使用支持自协商的变压器可能会降低共模抑制能力，这种变压器的收、发对称，而且收、发线圈的中心抽头连接在一起。

G、变压器线路侧的共模电阻和高压电容

变压器线路侧的75欧姆电阻和高压电容为UTP电缆提供了共模通路，在布局、布线时注意：

1、把这些共模电阻靠近变压器中心抽头放置；

2、电阻和电容的连接要使用短而粗的走线（10～15mil）。按照变压器结构的不同，主要可以分为下面两种情况：

对于下图1的情况，推荐电阻的值取75欧姆，但这样做的前提是保证机架地是静地。对于下图2的情况，推荐电阻的值取0欧姆

H、改变差分线号的传输波形

某些PHY芯片可以通过设置特定管脚内部的寄存器改变信号的上升、下降沿。一定程度的减缓信号的上升沿（或下降沿）可以一定长度的减少EMI。

5、网口防雷电路设计

网口的防雷可以采用两种思路：一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。

室外走线网口防雷电路

当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图7-8设计。

室外走线网口防护电路

图a给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，从图中可以看出该电路的结构与室外走线E1口防雷电路类似。共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和TVS管组成的二级防护电路实现。图中G1和G2是三极气体放电管，型号是3R097CXA，它可以同时起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。中间的退耦选用2.2Ω/2W电阻，使前后级防护电路能够相互配合，电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取，防雷性能会更好，但电阻值不能小于2.2Ω。后级防护用的TVS管，因为网口传输速率高，在网口防雷电路中应用的组合式TVS管需要具有更低的结电容，这里推荐的器件型号为SLVU2.8-4。图b就是采用上述器件网口部分的详细原理图。

三极气体放电管的中间一极接保护地PGND，要保证设备的工作地GND和保护地PGND通过PCB走线在母板或通过电缆在结构体上汇合（不能通过0Ω电阻或电容），这样才能减小GND和PGND的电位差，使防雷电路发挥保护作用。

电路设计需要注意RJ45接头到三极气体放电管的PCB走线加粗到40mil，走线布在TOP层或BOTTOM 层。若单层不能布这么粗的线，可采取两层或三层走线的方式来满足走线的宽度。退耦电阻到变压器的PCB走线建议采用15mil线宽。

该防雷电路的插入损耗小于0.3dB，对100M以太网口的传输信号质量影响比较小。

室内走线网口防雷电路

当只在室内走线时，防护要求较低，因此防雷电路可以简化设计，如图所示，a是室内走线网口防护电路的基本原理图，图b是防护器件选用SLVU2.8-4时网口部分的详细原理图。

室内走线网口防护电路

RJ45接头的以太网信号电缆是平衡双绞线，感应的雷电过电压以共模为主，如果能够对过电压进行有效的防护，差模的防护选用小量级的器件就可以了，通常可以选用SLVU2.8-4,它可以达到差模0.5kV（1.2/50us）的防护能力，但是当产品目标包括北美市场时，差模防护器件推荐选用LC03-3.3,它可以满足NEBS认证的需求。

我们从共模防护的角度对这两种电路做一下比较。室外的电路采用气体放电管实现共模的防护，当端口处有共模过电压产生时，通过击穿气体放电管转化成过电流并泄放，从而达到保护的目的。而图7-9中的网口防护电路只设计了差模的防护电路，没有设计共模的防护电路，它在端口的共模防护上采用就是我们前面说的隔离保护的思路，它利用网口变压器的隔离特性实现端口的共模防护。当端口处有过电压产生时，这个过电压会加到网口变压器的初级，由于变压器有一定的隔离特性，只要过电压不超过变压器初级与次级的耐压能力而被击穿，过电压会完全被隔离在初级侧，从而对次级侧基本不造成影响，达到端口保护的目的。

从上述原理可以看出，室内防护这种电路的共模防护主要靠变压器前级的PCB走线以及变压器的绝缘耐压实现，因此要严格注意器件的选型和PCB的设计。

首先，在以太网口电路设计时应树立高压线路和低压线路分开的意识。其中变压器接外线侧的以太网差分信号线、Bob-Smitch电路是直接连接到RJ45接头上的，容易引入外界的过电压（如雷电感应等），是属于高压信号线。而指示灯控制线、电源、GND是由系统内提供，属于低压线路。

根据网口连接器不同，网口电路分为带灯和不带灯两种，其中尤以带灯连接器的网口防雷问题更为突出，因此下面以网口带灯电路为例具体说明如何区分高压线路与低压线路。

网口带灯的典型电路如下图所示：

网口部分电路组成

当网线上遭受感应雷击时，会在8根网线上同时产生过电压。从安全的角度分析，应把网口部分分为高压区和低压区，如上图所示，虚线框内即为高压区。因此网线感应雷电时主要在高压区有比较高的过电压。但是，在高压区仅有8根网线和相连的网络为高压线，而指示灯驱动线、3.3V供电电源、连接器外壳地PGND为低压线，网口电路Bob-Smith电路中匹配电

阻属于高压，指示灯限流电阻属于低压范围，变压器线缆侧中间抽头电容一端为高压端，接PGND的一端为低压端。

其次，网口防雷电路在器件选型和PCB设计过程中要注意以下几点：

为了保证共模隔离耐压的承受能力，变压器需要满足初级和次级之间的交流绝缘耐压不小于AC1500V的指标。

优先选择不带灯的RJ45，要引灯的话，建议采用导光柱技术在芯片侧将指示灯的光线引到面板上，避免指示灯控制信号穿越高压信号线和Bob-Smitch电路所在的区域。

指示灯控制电路的限流电阻应放在控制芯片侧，位置靠近控制芯片，防止过电压直接对控制芯片造成冲击。

以太网信号线按照差分线走线规则，保证阻抗匹配，并且一对差分线的长度尽量一样长。

如果变压器前级（靠RJ45接头侧）有中间抽头并且采用Bob-Smith电路，即75Ω电阻加一个1000pF的接PGND的电容。建议电容选取耐压大于DC2000V，电阻功率建议选择1/10W的单个电阻，不宜采用排阻。

一个以太网接口采用一个Bob-Smitch电路，避免将多个以太网接口的Bob-Smitch电路复接在一起。

对于PCB层数大于6层的单板，由于相邻层的绝缘材料小于12mil，因此高压线和低压线不应布在相邻层，更不应交叉或近距离并行走线。

由于通过变压器的隔离特性完成共模防护，所以高压信号线（差分线和Bob-Smitch电路走线）和其它信号线（指示灯控制线）、电源线、地线之间应该保证足够的绝缘，不存在意外的放电途径。

最后，要达到高压区与低压区之间有效的隔离，就要重视二者之间的PCB走线设计。在高压区，带高压的可能有：连接器管脚、布线、过孔、电阻焊盘、电容焊盘。带低压的可能有：布线、过孔、电阻焊盘、螺钉。根据测试结果和分析，我们总结得到在网口PCB部分高低压各种形式两两之间的绝缘耐压数据，具体如下表（表中给出的是高压与低压部分距离为10mil时候的耐压情况）：

绝缘耐压测试结果

注：上表中红色数据为直接试验得到，黑色数为据根据试验和具体情况分析得到。蓝色数据为原理分析数据，设计过程中建议按照该数值进行设计。

从表中可以看出，对于相同的绝缘距离，耐压能力为接地螺钉< 电容、电阻焊盘 < 走线过孔 < 表层走线 < 内层走线，因此当共模防护指标一定时，高压部分与低压部分的绝缘距离应该为接地螺钉 > 电容、电阻焊盘 > 走线过孔 > 表层走线 > 内层走线。这是因为螺钉整个为金属体，暴露面积比较大，容易成为放电通路。电容和电阻焊接两端表面为金属，同时由于形状为长方体，有棱角，很容易形成尖端放电。过孔在网口部分有很多，表面是亮锡的，也容易产生击穿放电，但与电阻和电容焊接两端相比较，金属面积相对就小一些。PCB板的表层走线涂有绝缘绿油，内层的走线有介质包围，相对上面几种，耐压能力就应该高一点。

在设计中，根据具体产品要求的抗浪涌等级，利用下表中的数据，就可以推算出PCB设计需要控制的各种绝缘距离。给出了在防护等级是4kV的时候，PCB设计要达到的安全绝缘距离。

变压器的工作原理讲课教案

第三章变压器 第一节变压器的工作原理、分类及结构 一、结构 1．铁心 如图，分铁心柱、磁轭两部分。 材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。 工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。 2．绕组 分同心式和交叠式两大类。 交叠式如右图。 同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。 材料：铜（铝）漆包线，扁线。 工艺：绕线包、套线包。 3．其它部分 油箱（油浸式）、套管、分接开关等。

4．额定值 额定容量S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。 [讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。 自己看[例3-1]。

总结：熟悉变压器额定值的规定。 二、变压器的工作原理 按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有 dt d N e dt d N e φ φ2 211,-=-= 定义变比 2 121N N E E k == 工作原理： （1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比； （3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。 总结：牢记变压器的四条原理。 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？ 又， 11144.4N f E U m Φ=≈

变压器产品详细参数

产品详细参数： ◆产品介绍 Overview 该产品执行国家标准GB1094《电力变压器》和GB/T6451《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》。 S11系列是三相油浸式配电变压器。铁心材料选用DQ133-30（9型）、30ZH120（11型）、23ZH90（13 型）等冷轧硅钢片，实际生产中使用的铁心材料不低于图样要求。 该产品采用全密封波纹油箱结构，变压器油和周围空气不接触，因此变压器油不会吸收外界水分，从而 不会降低绝缘强度；另外因氧气无法进入油箱，从而避免了绝缘材料的老化，提高了该产品的使用寿命， 同时也提高了社会效益。 ◆型号含义 The meaning of model S 11 - M - □ / □ 电压等级(kV) 额定容量(kVA) 密封式 性能水平代号 三相

◆产品特点 Features 节能：S11型比GB/T6451空载损耗平均降低30%，负载损耗平均降低25%，运行费用平均下降20%。 使用寿命长：变压器油箱采用全密封结构，油箱与箱沿可用螺栓联接或焊死，变压器油不与空气接触延长了使用寿命。 运行可靠性高：油箱密封有关零部件进行改进，增加了可靠性，提高工艺水平以保证密封的可靠性。 占地面积小：S11-M系列变压器油箱采用波纹板式散热器，当油温变化时波纹板热胀冷缩可取代储油柜的作用，波纹板式油箱外形美观，占地面积小。 ◆技术参数 Technical parameters S11-M系列10KV油浸式配电变压器

YB预装式箱式变电站（欧式箱变）产品详细参数：

◆产品介绍 Product introduction YB型箱式变电站又称欧式箱变，产品符合GB17467—1998《高低压预装式变电站》和IEC1330等标准，作为一种新型供配电装置，它比传统土建变电站具有许多优越性：由于它体积小，占地面积小，结构紧凑，便于搬迁，因而大大缩短了基建的周期和占地面积，也减少了基建费用。同时，箱式变电站现场安装简单，供电迅速．设备维修简单，无须专人值守，特别是它可以深入负荷中心，对提高供电质量减少电能损失，增强供电的可靠性以及对配电网络改选都是十分重要的。箱变完成电能的变换、分配、传输、计量、补偿，系统的控制、保护及通讯功能。 YB型变电站由高压开关柜，低压配电屏，配电变压器及外壳四部分组合而成高压是空气负荷开关，变压器为干式变压器或油浸式变压器。箱体采用了良好的隔热通风结构，外观美观大方，隔热性能良好，且箱体设有上下通风的风道，户外隔射对变压器室及高低压室造成的温升可减少到最低限度。箱体内要装设温控强迫通风装置以及太阳温度自动控制装置。各独立单元装设完善的控制，保护，带电显示和照明系统。 ◆功能特点 Functional Characteristics 适用于电压等35kV及以下，主变容量5000W悄及以下的小型无从值守变电站，广泛用于城市工业变电站、10KV环网系统、农网35KV变电所等场合：完成电能的变换、分配、传输、计量、补偿、系统的控制、保护及通讯功能。 将一、二次设备预装一个可移动的、全封闭、温度自控、防腐防潮防锈的箱体内，运抵现场只需安装在水泥基础上。具有投资少、施工周期短、占地面积少、易与环境协调等特点。 ◆型号含义 The meaning of model

变压器基本工作原理

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-=2 2 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。

12v电子变压器工作原理

电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥 把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。

网络变压器个人小结

网络变压器个人小结 LiuSH 各位，我们在设计路由和交换机的时候，在以太网PHY芯片和RJ45接口中间我们会用到一个很常用的器件——网络变压器，又叫做数据汞。（有一些网络变压器是集成在RJ45里面，要注意选型，目前我们少用到这一种） 网络变压器的主要作用就是信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和电压隔离等。 从理论上说，是可以不接这个网络变压器的，我们直接将PHY芯片和RJ45连上，设备也能正常工作，但是这时传输距离就会受到限制.当接了网络变压器后，其一，可以增强信号，使其传输距离更远；其二，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用，目前我们如果网口上面没加其它的保护芯片，有网络变压器时能过到2KV的静电和雷击；其三，当接到不同电平（如有的PHY芯片是2.5V，有的是3.3V，或1.8V）的网口时，不会对彼此设备造成影响。 如下面图所示，在发送差分线和接收差分线之间会并联两个49.9或者50Ω（精度1%）的终接电阻，这个电阻的作用是为了实现阻抗匹配，对于初次比1：1的变压器，其输入电阻和输出电阻之比也是1：1，这样并联的结果，在输出端看来就是100Ω的匹配电阻，现在我们所用的双绞线的特征阻抗大多是100Ω。

请大家注意，我们不同的芯片的SCH中，网络变压器的中心抽头有的接了3.3V 的电平，有的接了2.5V或者1.8V，有的悬空了。实际上这个主要与PHY芯片 UTP口驱动类型决定的。这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。 电压驱动的接电源，电流驱动的直接接电容到地即可。至于为什么接电源时，所接的电压会不同，这是由所用的PHY芯片规定的UTP端口电平决定的。所以对于不同的PHY芯片，网络变压器的中心抽头会有不同的接法，我们在进行设计时， 需要仔细查看芯片资料和参考设计。再次提醒，如果我们选用了电流型驱动的PHY，而外面网络变压器中间抽头接了电源，功能就会有影响，甚至不能使用！电源要接3.3V的，也不能接为2.5V和1.8V。请注意此点！ 网口差分对的走线，以及网口滤波电容和中心抽头供电端磁珠型号以及网络变压器本身的共模压抑比的参数，将直接影响到板子网口端EMI的效果。这一部分在设计的时刻就要注意!

变压器工作原理

变压器 变压器图片 变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。 英文名称：Transformer 编辑本段变压器的简介

电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。

树脂浇注干式变压器

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。 编辑本段变压器与变频器的区别： 变频器：通过它调整能够达到所需要的用电频率（50hz,60hz等），来满足我们对用电的特殊需要。 变压器变频器 变压器：一般为“降压器”，常见于小区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。 补充变压器工作原理： 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。 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，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心

变压器基本工作原理

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 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。 2.形式

Ethernet_Transformer网络变压器的作用

网络变压器作用、原理及主要参数 前言 图1所示的网络变压器（Ethernet Transformer，也称数据汞/网络隔离变压器）模块是网卡电路中不可或缺的部分，它主要包含中间抽头电容、变压器、自耦变压器、共模电感。该变压器一般都安装在网卡的输入端附近。工作时，由收发器送出的上行数据信号从络变压器的Pin16-Pin15进入，由Pin10-Pin11输出，经RJ45型转接头，再通过非屏蔽双绞线送往服务器；服务器送来的下行数据信号经另一对非屏蔽双绞线和RJ45型转接头，由Pin7-Pin6进入，由Pin1-Pin2输出，然后送到网卡的收发器上。 本文将主要分析网络变压器的原理、主要参数及实现的功能。 图1：网络变压器电路图 功能 Ethernet Transformer主要实现以下三个功能： 1.满足IEEE 80 2.3电气隔离要求 2.无失真传输以太网信号 3.辐射发射的抑制 电气隔离 任何CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的（取决于芯片的制程和设计需求），PHY输出信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且如果外部网线直接和芯片相连的话，电磁感应（打雷）和静电，很容易造成芯片的损坏。 再就是设备接地方法不同，电网环境不同会导致双方的0V电平不一致，这样信号从A 传到B，由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样，这样可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。 网络变压器把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号，隔断了信号中的直流分量，还可以在不同0V电平的设备中传送数据。 网络变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。也起到了防雷保护作用。有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏，大都是PCB设计不合理造成的，而且大都烧毁了设备的接口，很少有芯片被烧毁的，就是变压器起到了保护作用。

变压器的工作原理

教学过程： 一、 导入新课 复习回忆变压器的知识点 二、 讲授新课 变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图所示。 1．变换交流电压 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为N 2，磁通为Φ ，感应电动势为 t N E t N E ??=??= Φ Φ2 211 ， 由此得 2 1 21N N E E = 忽略线圈内阻得 K N N U U ==2 1 21 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 图变压器空载运行原理图

2 2 2 211I U N N Z ???? ??= 因为 22 2 Z I U = 所以 2 2 22 211Z K Z N N Z =??? ? ??= 可见，次级接上负载|Z 2|时，相当于电源接上阻抗为K 2 |Z 2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。 解1：次级电流 Α255 110 222=== Z U I 初级电流 Α2110 2202121==≈= U U N N K Α12 2 21=== K I I 输入阻抗 Ω=== 2201220111I U Z 解2：变压比 2110 2202121==≈=U U N N K 【例】有一电压比为220/110 V 的降压变压器，如果次级 接上55 Ω 的电阻，求变压器初级的输入阻抗。

网络变压器具体测试参数及详细说明

变压器、电感器、线圈等磁性元件各项测量参数说明 1．圈数比TR：初次级绕线的比例，检测变压器绕线匝数比及耦合系数。 2．相位PH：绕线方向。检测变压器主次级的绕线方向。 3．电感量Lx：电压与电流时间变化率的比例系数（e=L）。检测铁芯的导磁 系数μ、机械尺寸、完整性以及绝对绕线圈数。 4．电感量Lx重叠DC Bais：检测铁芯的磁饱和特性。 5．漏电感LK：漏磁束切割形成的等效电感量。检测铁芯的导磁系数μ以及绕线 形成的耦合系数。 6．品质因素Q：电感的感抗（2πfL）与电阻（ACR）之比。 7．线圈间分布电容量Cp：线圈间杂散静电容。检测线圈间的距离、绝缘材料及隔离设计。8．直流电阻DCR：铜线电阻。检测PIN焊点、铜线材料、设计线长、断短路等。 9．交流电阻ACR：铜线电阻加上磁滞损失及涡流损失造成的等效电阻。除了检 测铜线外，还检测铁芯材料的磁化及绝缘。 10．阻抗Zx：变压器的交流绝对阻抗。 11．平衡BL：变压器绕组中某两组之间的平衡测试。检测电感平衡、漏感平衡、电阻平衡。12．出脚短路PS：不导通出脚之间的短路。检测线圈间的漆包或焊锡造成的短路。 变压器测量常见问题处理 1. 变压器电感测量值与验收厂商之测量值相差较大，造成退货。 当生产商使用仪器与验收厂商所使用仪器系统不同时，若产品本身呈非线性特性或设定测试范围超 出线性范围 （生产或验收厂商），有可能因测试电流（磁场强度）大小不同而得到不同的测量结果。 处理方法为供求双方应使用相同测试电流模式。 2. 电感、直流电阻（DCR）或圈数比测量误差。 一般测量误差均来自接触不良或测试频率超过线圈之谐振频率。造成这种接触不良大概有以下 几种情形： ①变压器出脚变形、弯曲。处理方法为加强整脚作业或调整治具推力。 ②变压器出脚上附着绝缘漆。处理方法为测试前先进行去除油漆作业，保证出脚洁净。 ③治具气压不足，推柄松动或调整不妥。处理方法为定期检查气压，合理调整推柄距离。 ④治具弹片（探针）变形或沾附杂质污垢。处理方法为定期清理弹片（探针）表面或更换治 具。

2.3-电力变压器的参数与数学模型

2.3-电力变压器的参数与数学模型

电力变压器的参数与数学模型 2.3.1理想变压器 对于理想变压器，假定： 绕组电阻为零；因此绕组损耗I2R为零。铁心磁导率是无穷大，所以铁心磁阻为零。不计漏磁通；即整个磁通为铁心和一次侧绕组、二次侧绕组相交链的磁通。不计铁心损耗。 图2-20双绕组变压器内部结构图2-21 双绕组变压器示意图从安培和法拉第定律知: （2-46） 磁场强度矢量Hc 为 （2-47） 其中，磁场强度、磁感应强度和磁通量的关系为 由于理想变压器铁心磁导率为无限大，则磁阻R c近似为零。 （2-48） 上式可写为： 图2-21为双绕组变压器的示意图。 （2-49） 或者 图2-21中的标记点表示电压E1和E2，在标记点侧是＋极，为同相。如果图2-21中的其中一个电压极性反向，那么E1与E2相位相差180o。 匝数比k定义如下：

理想单相双绕组变压器的基本关系为 （2-50） （2-51） 由推导可得两个关于复功率和阻抗的关系如下。图2-21中流进一次侧绕组的复功率为 （2-52） 代入（2-50）和（2-51） （2-53） 可见，流进一次侧绕组的复功率S1与流出二次侧绕组的复功率S2相等。即理想变压器没有有功和无功损耗。 如果阻抗Z2与图2-21中理想变压器的二次侧绕组相连，那么 （2-54） 这个阻抗，当折算到一次侧时，为 （2-55） 因此，与二次侧绕组相连的阻抗Z2折算到一次侧，需将Z2乘以匝数比的平方k2。 2.3.2实际双绕组变压器 1.简化条件 实际单相双绕组变压器，与理想变压器的区别如下： 计及绕组电阻；铁心磁导率为有限值；磁通不完全由铁心构成；计及铁心有功和无功损耗。 图2-22实际单相双绕组变压器的等效电路图 电阻串联于图中一次侧绕组，用于计及该绕组损耗I2R。电抗为一次绕组的漏电抗，串联于一次绕组用于计及一次绕组的漏磁通。这个漏磁通是仅与一次绕组交链的磁通的组成部分，它引起电压降落，对应且超前。漏电抗引起无功损耗。类似的，二次绕组中串联了电阻和电抗。 由于变压器铁心磁导率为有限值，式（2-48）中磁阻为非零。除以，化简后得到，

变压器基本工作原理

第1章变压器得基本知识与结构 1、１变压器得基本原理与分类 一、变压器得基本工作原理 变压器就是利用电磁感应定律把一种电压等级得交流电能转换成同频率得另一种电压等级得交流电能。 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 压频率相同得磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组与副边绕组。原、副绕组得感应分别表示为 则 变比k：表示原、副绕组得匝数比,也等于原边一相绕组得感应电势与副边一相绕组得感应电势之比。 改变变压器得变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能得频率。 二、电力变压器得分类 变压器得种类很多,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:单相变压器与三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器与自耦变压器；?按铁心结构分类：心式变压器与壳式变压器; 按调压方式分类:无载(无励磁)调压变压器、有载调压变压器;?按冷却介质与冷却方式分类:油浸式变压器与干式变压器等;?按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器与特大型变压器。

三相油浸式电力变压器得外形，见图1，铁心与绕组就是变压器得主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部。 1、２电力变压器得结构 一、铁心 1、铁心得材料 采用高磁导率得铁磁材料—0、3５～0、５mm厚得硅钢片叠成。 为了提高磁路得导磁性能,减小铁心中得磁滞、涡流损耗。变压器用得硅钢片其含硅量比较高。硅钢片得两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起得硅钢片相互之间绝缘。 2、铁心形式?铁心就是变压器得主磁路,电力变压器得铁心主要采用心式结构。 二、绕组 1、绕组得材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2、形式 圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构。为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面，两个绕组之间留有油道。变压器绕组外形如图所示。 三、油箱及其她附件 １、油箱 变压器油得作用:加强变压器内部绝缘强度与散热作用。

变压器的工作原理及结构

变压器工作原理: 当一个交流电压U1接到初级绕组的线圈时，由于交流电的强度和极性是不停地正、负交替变化，因此初级绕组的线圈所产生的磁力线数目也不停改变。由于磁场强度的不断变化，促使缠绕在同一铁芯上的另一端线圈产生感应电动势U2 .变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。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，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 理想变压器: 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁芯损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比） U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和. https://www.wendangku.net/doc/d816072364.html,/view/30130.htm https://www.wendangku.net/doc/d816072364.html,/s/blog_4876e83b0100ru0s.html 变压器(transformer)是一种电磁设备，其功能大致可分为以下作用：Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 1可以随意把交流电压值或电流值增加或减少Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 2用作阻抗匹配的设备：变压器可用来匹配不平衡的阻抗。例如某个放大器的输出阻抗是20欧，而接往4欧的扬声器，这时必须用一个变压器以正确的匝数比率来匹配此二个阻抗。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 3用做信号传输，有些信号要求有电的隔离，这时用变压器就有用了。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 4用与振荡电路作反馈元件Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 变压器就是利用线圈的互感原理把电压改变。事实上一个电感器的磁场变化可以促使在近距

变压器的工作原理

变压器的工作原理 吴江川 一． 概述：变压器是利用电磁感应原理工作的，先化电为磁，后化磁为电。它具有5大基本功能，（1）自闸电磁控电阀功能，当一次绕组接入正弦交流电源1U 时，一次线圈1N 内就有正弦交变电流1I 流过，电流1I 所产生的电磁场汇集在线圈内部，磁化穿在其内部的闭合铁芯，产生一个寄生在1I 电磁场上的，封闭在铁芯内部的正弦交变磁通φ，交变磁通φ在一次绕组上感应出自感电动势1E ，1E 具有天生的逆反性，遵从楞次定律永远滞后磁通90°，由于逆反自感电动势1E 的产生，在一次绕组回路内就有二个电源（1U 、1E ）同时存在，且1E 总对1U 使反劲(阻碍)，二龙治水争权夺势，使一次电流明显减小和1I (φ)滞后1U 相位自动移相，人为地利用和强化1E 对1U 的阻碍作用，设计变压器时让铁芯全部磁化时磁通在一次绕组内产生的自感电动势1E 约等于1U ，1I 、 （φ）自移相至滞后1U ＜90°，连带1E 自移相滞后1U ＜180°，自感电动势的方向与电源电压的方向相反，自感电动势对电源的阻碍达到了最大，电源1U 被约反向约相等的逆反自感电动势1E 自闸在一次绕组内，只利用小小的错开相位放出很小的励磁电流用来磁化铁芯来产生自感电动势1E ，变压器处于空载自闸运行状态，损耗很小，交变磁通φ在二次绕组上也感应电动势2E ，接上负载，在二次绕组内产生电流2I ，2I 的集合电磁场阻碍磁通的变化，对φ进行消磁，φ减小自感自闸电动势1E 减小，自闸电磁控电阀开启，正比放出一次电流，对二次电流电磁场消磁，二次侧产生多少反向的电磁场，一次侧电流电磁场就正比抵消多少，保持一次电流对铁芯励磁的主动权，空载时闸得住，负载时放得开，这就是变压器的自闸电磁控电阀功能。（2）改变电压，（3）改变电流，（4）不但自己产生无功功率而且能汇合负载无功功率通过变压器回馈给发电机，产生无功功率危害。（5）隔绝一二次电力系统的直接电联系，确保用电安全，详述

变压器的工作原理是什么

一.变压器的工作原理 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是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有

不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44f N?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻

网络变压器

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、绝缘材料在绕制变压器中，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：变压器

变压器的基本工作原理

变压器的基本工作原理Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives

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变压器的基本工作原理 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、变压器的种类： 1. 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2. 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式 变压器。 3. 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型 铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4. 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 5. 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 二、变压器工作原理： 变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁

通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。 当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。 三、变压器的主要部件结构作用： (2) 变压器组成部件：器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置（即分接开关，分为无励磁调压和有载调压）、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜、净油器及测温装置等）和出线套管。 (3) 变压器主要部件的作用： （1）铁芯：作为磁力线的通路，同时起到支持绕组的作用。变压器通常由含硅量较高，厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁

高频变压器工作原理及用途

高频变压器工作原理及用途 简介 是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如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变压，输出交流电，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。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。 工作原理 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。 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，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 用途 高频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。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用MOSFET，工作频率就比较高。 制造工艺 高频变压器的制造工艺要点一。 绕线

A 确定BOBBIN的参数 B 所有绕线要求平整不重叠为原则 C 单组绕线以单色线即可,双组绕线必需以双色线或开线浸锡来分脚位,以免绕错 D 横跨线必需贴胶带隔离 1. 疏绕完全均匀疏开 2. 密绕排线均匀紧密 3. 线圈两边与绕线槽边缘保持足够的安全距离A,B 4. 套管长度必须足够,一端伸入绕线管的安全胶带以内,另一端伸出BOBBIN上沿面,但不得靠近PIN 5. 最外层胶带切割在铁芯组合面,切割处必须被铁芯覆盖。 6. 胶带边缘与绕线槽平齐,胶带不歪斜,不反摺不破损。 7. 跨越线底下须贴胶带,保持跨越线与底下线圈绝缘。 高频变压器的制造工艺要点二。 缠线 A 立式BOBBIN 粗线: 0.8φ以上缠线1圈 细线0.2-0.8φ缠线1.5圈 极细线0.2φ以下缠线2-3圈 立式BOBBIN缠法之原则:缠线尽量压到底以不超过凸点为原则。 B 卧式BOBBIN :约缠2-3圈,疏绕不要压到底,以免焊锡时烫伤BOBBIN,如果有宽度限制且规格严格时才用此方式，将缠线压到底后焊锡，再剪边PIN，以减少整个变压器的宽度。 C 横式（卧式，BOBBIN之缠法：约缠2-3圈疏绕，不要压到底以免焊锡时烫伤BOBBIN。 注：如果产品有宽度限制且规格紧必须将缠线部分剪短时为特例，此时即必须将缠线尽量压到底。 高频变压器的制造工艺要点三. 套管

网络变压器和连接器的设计及应用

《网络变压器设计原理和连接器应用》 连康科技有限公司培训教材 编制：宋迁审核：核准：

简介 A.变压器的最基本型式包括两组,绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式耦合一起,当一交流 电流(具有某一己知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之 交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度,变压器区分为升压与降压 变压器两种,大部分的变压器均有固定的铁芯,其上绕有一次与二次的线圈. 变压器之主要构造可分为下述三项: ①铁芯由:铁钴、镍等合金之导磁材料构成,作为导磁回路籍以增强电磁感应作用,提高变压 器之电磁转换效率. ②线圈:以铜铝及其合金作成导电回路,围绕于铁芯之上,用来传送输入及输出之电流. ③绝缘物:包含各种固态、液态及汽态之不导电绝缘材料.如纸，纱,漆,陶瓷,树脂及 N2,CO2,SF6 等汽体.用以支持隔离导电回路及协助散热,冷却. 2.变压器分类: 依频率分为:①高频变压器②低频变压器③音频变压器 . 依材料分为:①矽钢片变压器②镍钢片变压器③IRON POWER变压器④KOOL变压器⑤ 矽钢卷变压器⑥Ferrite变压器. 依功能分为:①低频电源变压器②高压变压器③线性滤波器④镇流器⑤高频电源 变压器⑥电流变压器⑦DC/AC逆交变压器⑧网络变压器⑨通讯变压器⑩通信 变压器 (11)匹配变压器. 在通讯网络或局域网中，变压器经常被用在电路的物理层部份或模拟部份，主要起隔离、滤 波、阻抗匹配以及倒相作用，优化电路以求信号在传输过程中有最小的损失从而达到最佳的 信号传输效果。 近年来由于网络通讯的飞速发展，网络变压器发展尤为迅速，市场需求量十分巨大，在ISDN、 10/100/1000BASET以太网、ADSL/VDSL、T1/P1上都有大量的使用。 二．变压器的基本工作原理 1．器的基本原理图如（图二），当给变压器初级绕组加上电压Ui时，在该绕组中产生电流 i1，电流i1建立了沿铁芯磁路而闭合的磁通Ф0，该磁通同时也穿过次级绕组，并在次级绕 组中产生感应电动势E2。 按电磁感应定律可得：