知道输入电源电压,次级的绕组出输电压,包括初级与次级的匝数,怎么样设计高频变压器初级电感量??
高频变压器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
高频变压器绕组是感性器件,磁芯固定时其电感量L是匝数的正比函数。当高频变压器的磁芯和绕组固定式其电感量就固定了。
电感中的电流I=U/RL
其中RL是绕组感抗=2*3.14*P*L 其中P是电源频率,也就是说频率越高其感抗越大,频率高的时候很少的绕组也会产生很大的感抗而不会短路,所以说频率越高匝数就会越少。
另外:高频变压器初、次线匝数,与其输入输出电压及输出功率有关,功率大小又与硅钢片截面积有关。
开关电源输出电压最大值仍满足变压比的关系,如原边直流电压为100V,变比为10:1,那么副边输出最高电压为10V,如果是正激式,如果占空比从0-100%连续可调,那么你的输出电压范围就为0-10V。
当然是不可能达到10V的,这是理论值,你要考虑一些线路损耗,开关损耗以及变压器自身损耗还有是否能真正达到100%(如桥式变换时需要有一点死区)。如果是反激式,通常输出我们按输入最低电压时,副边占空比60%计算比较可靠。
开关电源的高频变压器与普通变压器不同的是它的输出电压是可调节的,那是因为可以调节其波形的占空比。但是它和普通变压器一样,其副边输出电压的幅值同样满足匝数比即变比的关系。
扩展资料:
高频变压器的八大特性:
1、工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
2、工作频率
在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
3、额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
4、额定电压
指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
5、空载电流
变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
6、空载损耗
指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
7、效率
指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
8、绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
例题5-1
试设计100W的功率变压器,用于20kHz的半桥式电路,此PWM转换器操作的输入电压为90至130与180至260,输出则为5V,20A。
设计过程:
步骤1:选择铁心的几何形状与陶铁磁材料。在此例题的设计中,我们选择Ferroxcube公司的Pot型式的铁心与3C8陶铁磁材料,使用图3-12的电路来做设计。
步骤2:选择工作的值。我们查Ferroxcube的目录资料可得知3C8材料在100℃时,其饱和磁通量密度为B?=3300G,由于转换器必须工作在输入电压90 至130Vac与180 至260Vac情况下,因此,我们在90电压下,取值为1600G,此种选择将保证在130Vac电压下,值将会低于3300G,如此变压器就不会达到饱和状态了。
步骤3:求最大工作初级电流。变压器的初级圈在低输入电压90 下,必须能传导最大可能的电流,经整流后的直流电压为=2(90×1.4)=252V,利用公式3-28,则初级电流为
步骤4:决定铁心与卷线轴的尺寸大小。我们选择工作的电流密度为400cm/A ,利用公式5-12,计算的乘积为
选择铁心的尺寸大小必须要能接近的乘积值0.850cm4,选择2616的铁心,其=0.948,但是单一截面卷线轴的绕组面积=0.406。因此,的乘积值为0.384cm4,此值与0.850cm4比较之下太低了,所以无法应用于此种型号的铁心。
我们在尝试选择另一型号的铁心与卷线轴(bobbin),其型号为3019-PL00-3C8,由制造厂商的资料手册中可得知,=1.38cm2, Ac=0.587cm2,因此=0.810cm4,此值与所计算的0.850cm4非常接近。
虽然此种型号的铁心已经能够处理所需的功率,但是实际上,我们最好选择的值,至少要高于所计算值的百分之五十,此乃为了绕线间的绝缘厚度与空气间隙作预留之用。因此,我们选择了Ferroxcude的3622-PL00-3C8Pot型式的铁心与3622FID卷线轴,由制造厂商的资料手册可得知=2.02cm2与Ac=0.748cm2,则=1.5cm4,此值足够满足变压器的设计要求。
步骤5:计算绕线尺寸与初级圈数。由于我们所选择的绕线电流密度为400cm/A,因此,触及绕组所需的绕线尺寸为1.19400476cm;有表5-2中的绕线规格表中,可查出适合的绕线尺寸为no.23AWG.
由Ferroxcude的目录资料中可得知,3622FID单一截面卷线轴,若使用no.23的绕线,大约需要180圈可绕满卷线轴(bobbin),假设初级绕组需要卷线轴绕组面积的30%来填绕,而且如果初级圈数计算所得为60圈或是更少,即铁心与卷线轴的选择才是正确的。
我们再取最差的操作情况为90Vac,Vin min=90×1.4-20V直流连波,与整流器压降=107,利用公式5-8则初级圈数可计算为
NP=10700000000/(4*1600*20000*2.2)=41.3圈
我们取Np为40圈,此值低于理论值60圈;因此,铁心与卷线轴的选择是正确无误的。
步骤6:在Vimaxn情况下检查Bmax值。利用所计算的圈数,我们可以计算出变压器的最大工作的磁通量密度,在Vimaxn=130×1.4+20V直流连波电压=202Vdc,利用公式5-8,求Bmax值
Bmax=20200000000/(4*40*200000*2.02)=3125G
此3125G的值会低于Ferroxcude 3C8材料的饱和磁通量密度,其额定值在25℃时,Bsat400G,在100℃时,Bsat3300 G,如果需要较大的Bsat边限值的话,则在步骤5所取的Bsat值必须低于1600G.
步骤7:计算初级绕组所需的层数。由表5-2得之,对双绝缘绕线来说, no.23AWG的绕线,其最大直径为0.25in,ferroxcude的目录资料中可查出卷线轴的窗型宽度为0.509 in,因此使用 no.23AWG的绕线,其每层最大圈数为0.509/0.025=20.4圈,所以初级绕组需要二层来缠绕,每层20圈。
步骤8:计算变压器次级圈数。因为,我们使用PWM方法,所以输出电压是由全波中间抽头整流器 (full-wave center-tap rectifier)的结构中而获得的,在最小的Vin电压下,Vo=2Vout在此Vout为输出电压值,而系数2则为平均输出,在其工作周期50%之处。由于在Vinmin情况下,我们需要维持输出电压的稳压率。因此,次级的圈数则为
NS=NP*VS/VP=40*10/107=3.74圈
楼主说输入电源540V DC?确认吗?
直流电不可能通过变压器进行电话变化的!!
知道输入电源电压,次级的绕组出输电压,包括初级与次级的匝数,怎么样...
步骤2:选择工作的值。我们查Ferroxcube的目录资料可得知3C8材料在100℃时,其饱和磁通量密度为B?=3300G,由于转换器必须工作在输入电压90 至130Vac与180 至260Vac情况下,因此,我们在90电压下,取值为1600G,此种选择将保证在130Vac电压下,值将会低于3300G,如此变压器就不会达到饱和状态了。步骤3:...
电路中初级次级是什么意思
在电路学中,"初级"和"次级"这两个术语经常出现在变压器和一些放大器电路的描述中。初级指的是电路中电源或信号源的一端,而次级则指的是电路中负载或放大器输出的一端。在变压器中,初级绕组与次级绕组之间通过电磁感应实现能量的转换。初级绕组通常接收输入电压,而次级绕组则提供输出电压。初级和次级之...
变压器,原理,初级与次级,缠绕出四个头,那个是输出那个是输入,
变压器的工作原理基于电磁感应。当交流电流通过初级绕组时,产生变化的磁场。这个变化的磁场会在次级绕组中感应出电动势,从而在次级产生电流。初级绕组与次级绕组之间的能量转换遵循法拉第电磁感应定律。在变压器中,初级绕组和次级绕组分别承担输入和输出的功能。初级绕组通常连接到电源,是能量的输入端;次级绕...
变压器的一次绕组和二次绕组
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关于变压器,什么是一次电压,什么是二次电压?
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如果单一个原副线圈中所指的初级电压,是指输出电压还是输入电压?
初级电压一般都是指输入电压,次级的是输出。
电路中初级次级是什么意思
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