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發布時間:2018-07-04 00:01:34 瀏覽次數:
電源高頻變壓器設計經驗
作為一名開關電源新手,現在做得最多的就是反激電源。高頻變壓器作為開關電源的一個技術瓶頸,看了很多書,感覺書上的計算公式都千篇一律云里霧里,希望有老師可以分享分享高頻變壓器的實際設計經驗(1、由什么信息,根據哪個公式,計算出什么;2,再由什么信息,再根據哪個公式,再計算出什么)......先在這里謝過了。
好吧,其實,我多處談論了這個話題,估計一些人沒有看,那么,我就這里重復談論一下這個變壓器設計的知識。書本上出現7次方的計算非常復雜,我介紹的就比較簡單推算容易的多,即不采用高斯單位而是采用特斯拉單位,參數單位調整一下,1特斯拉=10000高斯,如1000高斯就是0,1特斯拉,變壓器中心截面積是厘米平方,頻率是兆赫,即60千赫就是0,06兆赫,匝數【初級】=0,01V/4FBAE[面積】,比如輸入220伏交流的直流300伏半橋就是150伏,那么,N=0,01*150/4*0,06*0,15*0,65*0,65*3,14[PQ3230]=31,4選擇32匝,3230的磁芯選擇1500高斯,如果按照書本七次方也一定一樣,這種計算簡單方便多了。
這里介紹幾款高頻變壓器設計軟件:
1. Magnetics designer dome 4.1 build 252.
2. Magnetics designer dome 4.1 build 279
3. PI Export 公司的suite 6軟件
4. 電源設計軟件
5. 開關電源變壓器設計軟件
還有,必須說明一下,磁芯大的如6565,7070規格的選擇1200高斯,中型的如3230,3535,4040的選擇1500,1600高斯,像2020的2625的可以選擇1800-2000高斯,這里指自冷,風冷的高一些提高15-20%,這里頻率60千赫,如果頻率高如100千赫以上,必須磁通密度降低一些,低15%左右,如果頻率200千赫,選擇就降低一半左右了。上面典型的是60千赫50千赫平常典型的頻率這樣選擇是對的。這個就是經驗,非常實用。
這個這么說,磁芯損耗與線圈導線損耗如果一樣的利用率最高,通常情況下,許多人不大懂得變壓器如何設計,多少磁通密度沒有把握。變壓器線圈最好繞滿,確定匝數,安排繞滿就可以了。
張大師, 我最近在設計一款3KW(58V/60A)的主變壓器,用的是EE42的磁芯,頻率在 150KHZ,半橋,匝比12:4, 輸入端電流在18.5A,輸出端55A,我原邊采用0.1*400股的多股線,副邊用0.2*30mm的銅箔繞4+4圈, 計算磁密在0.18T左右,在電源半載30A的時候,只工作了2分鐘,變壓器磁芯就上升到了50度,如果是滿載,我擔心會超過100多度,而且測試效率只有91%, 我想通過增加線徑,來降低磁密,但是依然無法提高效率,各種方法都嘗試了,但是效率腳無法提高,因此,還請大師指點一二,
1. 降低匝數從12:4為9:3,增大線徑,降了電流密度,卻把磁密上升了, 效率提不起來
2. 匝數保持12:4,線徑沒變,電流密度在10A左右,磁芯與線包同樣發熱,效率提不起來
3. 難道真的要選用大一號EE55的來做嗎?
高頻變壓器設計的5點注意事項
高頻變壓器隨處可見,但在設計時,難免會遇到各種各樣的問題,甚至在做的時候一不小心就錯了,導致設計的高頻變壓器報廢,故為了減少出錯的情況,并增加成功的幾率,設計高頻變壓器時不得不注意以下五點:
首先,起繞開始和結束出入線在BOBBIN同一側時。原則上以一線一凹槽方式出線。
其次,出入線於使用BOBBIN之凹槽出線時。若同一PIN有多組可使用同一凹槽或相鄰的凹槽出線,唯在焊錫及裝套管時要注意防止短路。除工程圖面上有特別規定繞法時。
再次,繞線時需均勻整齊繞滿BOBBIN繞線區為原則。則以圖面為準。其出入線所加之鐵氟龍套管須與BOBBIN凹槽口齊平(或至少達2/3高)并自BOBBIN凹槽出線以防止因套管過長造成拉力將線扯斷。但若為LPIN水平方向纏線。
然后,高頻變壓器中有加鐵氟龍套且有折回線時。則套管應與BOBBIN邊齊平其檔墻膠帶必需緊靠保溫隔熱涂料模型兩邊.為防止線包過胖及影響漏感過高。
最后,高頻變壓器中須加醋酸布作為檔墻膠帶時。故要求2TS以上之醋酸布重疊不可超越5mm包一圈之醋酸布只須包0.9T留缺口以利於凡立水良好的滲入底層.醋酸布寬度擇用與高頻變壓器安規要求有關,VED繞法ACT寬度3.2mm包兩邊且須加TUBE.繞法:PIN端6mm/4.8mm/4.4mm/4mm;TOP端3mm/2.4mm/2.2mm/2mm時不須TUBE.繞線時銅線不可上檔墻,若有套管,套管必需伸入檔墻3mm以上。
高頻變壓器可以在低頻下用嗎
當然不可以了!
高頻變壓器特指開關電源變壓器,而不是工頻變壓器(50~60Hz工作頻率)。
開關電源變壓器通常工作頻率在20K~200K HZ范圍,其電感量也極小,100微亨到1毫亨之間。
而工頻變壓器感量至少亨利(1000uH微亨=1mH毫亨;1000mH毫亨=1H亨利;)級以上。
根據阻抗原理,在同樣感量、同樣電壓的情況下,工作頻率越高其感抗越大、電流越??;頻率越低感抗越小電流變得非常大而近似短路。
其次,開關電源變壓器的磁芯也不一樣,是鐵氧體;而工頻變壓器的則是鐵硅片,很多張鐵硅片疊合而成,為的是提高工作效率,減少磁損渦流。