高频变压器损耗电量查询表是如何遏制能量损耗的?让能量充分的利用起来。

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回复:有没有同学做过高频变压器收藏
我没做过。
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你大几了 用来做什么
推荐买或者从旧设备上拆现成的 自己做效率太低
我要自己做,这是我的毕业paper
网上有设计过程 这个设计挺复杂的 你要做开关电源吗
我对磁心的选择不懂,查不到相关资料,不想按经验选
是的,看来遇到前辈了
考虑变压器的效率,我的反激电源输出功率是50瓦
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做出来波形也不是太好 毕竟自己做工艺上不是很好 元件布局和PCB的路线都有影响
不知道EE40的骨架偏大还是偏小,磁心的选型很关键
这到没关系,你有什么合理的建议吗?
你做的是正激还是反激啊
这到没关系,你有什么合理的建议吗?
注意磁心的气隙 磁心不要饱和 上网上看看资料 不要气馁 可能要做好多次 这个东东挺复杂 原理简单 要做好很难给你附个资料1.电磁干扰的产生与传输电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式,另一种则是辐射传输方式。传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接,干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。常见的辐射耦合有三种:1)一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收,称为天线对天 线的耦合;2)空间电磁场经导线感应而耦合,称为场对线的耦合。3)两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合,称为线对线的感应耦合。2.电磁干扰的产生机理从**扰的敏感设备角度来说,干扰耦合又可分为传导耦合和辐射耦合两类。● 传导耦合模型传导耦合按其原理可分为电阻性耦合、电容性耦合和电感性耦合三种基本耦合方式。● 辐射耦合模型辐射耦合是干扰耦合的另一种方式,除了从干扰源发出的有意辐射外,还有大量的无意辐射。同时,PCB板上的走线无论是电源线、信号线、时钟线、数据线或者控制线等,都能起到天线的效果,即可辐射出干扰波,又可起到接收作用。3.电磁干扰控制技术 ①传输通道抑制● 滤波:在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。滤波器的安装正确与否对其插入损耗特性影响很大,只有安装位置 恰当,安装方法正确,才能对干扰起到预期的滤波作用。在安装滤波器时应考虑安装位置,输入输出侧的配线必须屏蔽隔离,以及高频接地和搭接方法。● 屏蔽:电磁屏蔽按原理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽;磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。不同类 型的电磁屏蔽对屏蔽体的要求不同。在实际的屏蔽中,电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构,即导电的连续性。实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散 热、观察及接口连接要求,其上面一般都开有形状各异、尺寸不同的孔缝,这些孔缝对于屏蔽体的屏蔽效能起着重要的影响作用,因此必须采取措施来抑制孔缝的电磁泄漏。● 接地:接地有安全接地和信号接地两种。同时,接地也会引入接地阻抗及地回路干扰。接地技术包括接地点的选择、电路组合、接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用等。● 搭接:搭接是指导体间低阻抗连接,只有良好的搭接才能使电路完成其设计功能,使干扰的各种抑制措施得以发挥作用。搭接方法可分为永久性搭接和半永久性搭接两种,而搭接类型分为直接搭接和间接搭接。● 布线:布线是印刷电路板电磁兼容性设计的关键,应选择合理的导线宽度,采取正确的布线策略,如加粗地线,将地线闭合成环路,减少导线不连续性,采用多层板等。②空间分离空间分离是抑制空间辐射骚扰和感应耦合骚扰的有效方法,通过加大骚扰源和接受器敏感设备之间的空间距离,使骚扰电磁场到达敏感设备时的强度已衰减到低于 接受设备敏感度门限,从而达到抑制电磁干扰的目的。由电磁场理论可知,场强在近区感应场中以1/r3的方式衰减,远区辐射场的场强分布按1/r方式减小。 因此,为了满足系统的电磁兼容性要求,尽量将组成系统的各个设备间的空间距离增大。在设备、系统布线中,限制平行线缆的最小间距,以减少串扰。在PCB设 计中,规定引线条间的最小间隔。另外,空间分离也包括在空间有限的情况下,对骚扰源辐射方向的方位调整、骚扰源电场矢量与磁场矢量的空间取向的控制。③时间分离当骚扰源非常强,不易采用其他方法可靠抑制时,通常采用时间分隔的方法,使有用信号在骚扰信号停止发射的时间内传输,或者当强骚扰信号发射时,使易受骚 扰的敏感设备短时关闭,以避免遭受损害。时间分隔控制有两种形式,一种是主动时间分隔,适用于有用信号出现时间与干扰信号出现时间有确定先后关系的情况; 另一种是被动时间分隔,按照干扰信号与有用信号出现的特征使其中某一信号迅速关闭,从而达到时间上不重合、不覆盖的控制要求。
④频谱管理频谱的规划划分是把各频段划分给各种无线电业务,为特定用户制定频段。制定国家标准规范是防止干扰以及在某些情况下确保通信系统达到所需通信性能的基础。这包括无线电设备的核准程序,无线电发射机、接收机和其他设备型号核准所要求的最低性能标准文件。⑤电气隔离电气隔离是避免电路中传导干扰的可靠方法,同时还能使有用信号正常耦合传输。常见的电气隔离耦合形式有机械耦合、电磁耦合、光电耦合等。DC/DC 变换器是一种应用广泛的电器隔离器件,它将一种直流电压变换成另一种直流电压,为了防止多个设备共用一个电源引起共电源内阻干扰,应用DC/DC变换器单独对各路供电,以保证电路不受电源中的信号干扰。一、开关电源产生干扰的原因开关电源首先将工频交流整流为直流,再逆变为高频,最后经过整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压,因此自身含有大量的谐波干扰。同时,由于变压器的漏 感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰,都形成了潜在的电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大的元器件上,突出表现在开关管、二极管、高频变压器等上。①开关电路产生的电磁干扰开关电路是开关电源的主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核心,主要由开关管和高频变压器组成。它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲,频带较宽且谐 波丰富。这种脉冲干扰产生的主要原因是:开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。在开关管导通瞬间,初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出 现较高的浪涌尖峰电压;在开关管断开瞬间,由于初级线圈的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路 中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰。电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变,这种瞬变是一 种传导型电磁干扰,既影响变压器初级,还会使传导干扰返回配电系统,造成电网谐波电磁干扰,从而影响其他设备的安全和经济运行。②整流电路产生的电磁干扰整流电路中,在输出整流二极管截止时有一个反向电流,它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。其中,能将反向电流迅速恢复到零的二极管称为硬恢复特性二 极管,这种二极管在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强的高频干扰,其频率可达几十MHz。高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电 流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。③高频变压器高频变压器的初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射,形成辐射干扰。如果电容滤波容量不足或高频特性不好,电容上 的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。需要注意的是,在二极管整流电路产生的电磁干扰中,整流二极管反向恢复电流的di/dt 远比续流二极管反向恢复电流的di/dt大得多。作为电磁干扰源来研究,整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大、频带宽。但是,整流二极管产生的电压跳 变远小于功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此,也可不计整流二极管产生的│dv/dt│影响,把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究。④分布电容引起的干扰开关电源工作在高频状态,因而其分布电容不可忽略。一方面,散热片与开关管集电极间的绝缘片接触面积较大,且绝缘片较薄,因此两者间的分布电容在高频时 不能忽略。高频电流会通过分布电容流到散热片上,再流到机壳地,产生共模干扰;另一方面,脉冲变压器的初次级之间存在着分布电容,可将原边电压直接耦合到 副边上,在副边作直流输出的两条电源线上产生共模干扰。
⑤杂散参数影响耦合通道的特性在传导干扰频段(&30MHz),多数开关电源干扰的耦合通道是可以用电路网络来 描述的。但是,开关电源中的任何一个实际元器件,如电阻、电容、电感乃至开关管、二极管都包含有杂散参数,且研究的频带愈宽,等值电路的阶次愈高。因此, 包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多。在高频时,杂散参数对耦合通道的特性影响很大,分布电容的存在成为电磁干扰的 通道。另外,在开关管功率较大时,集电极一般都需加上散热片,散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略,它能形成面向空间的辐射干扰和电源线传导的 共模干扰。二、开关电源电磁干扰的控制技术要解决开关电源的电磁干扰问题,可从3个方面入手:1)减小干扰源产生的干扰信号;2)切断干扰信号的传播途径;3)增强受干扰体的抗干扰能力。因此,开关电源电磁电磁干扰要控制技术主要有:电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。①减少开关电源本身的干扰● 软开关技术:在原有的硬开关电路中增加电感和电容元件,利用电感和电容的谐振,降低开关过程中的du/dt和di/dt,使开关器件开通时电压的下降先于电流的上升,或关断时电流的下降先于电压的上升,来消除电压和电流的重叠。● 开关频率调制技术:通过调制开关频率fc,把集中在fc及其谐波2fc、3fc…上的能量分散到它们周围的频带上,以降低各个频点上的EMI幅值。该方法 不能降低干扰总量,但能量被分散到频点的基带上,从而使各个频点都不超过EMI规定的限值。为了达到降低噪声频谱峰值的目的,通常有两种处理方法:随机频 率法和调制频率法。● 共模干扰的有源抑制技术:设法从主回路中取出一个与导致电磁干扰的主要开关电压波形完全反相的补偿EMI噪声电压,并用它去平衡原开关电压。● 减小电磁干扰的缓冲电路:其由线性阻抗稳定网络组成,作用是消除在供电电力线内潜在的干扰,包括电力线干扰、电快速瞬变,电涌,电压高低变化和电力线谐波等。这些干扰对一般稳压电源来说,影响不是很大,但对高频开关电源的影响显著。● 滤波:EMI滤波器的主要目的之一,就是要在150kHz~30MHz的频段范围获得较高的插入损耗,但对频率为50Hz工频信号不产生衰减,使额定电 压、电流顺利通过,同时还必须满足一定的尺寸要求。任何电源线上的传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。在一般情况下,差模干扰幅度小,频率低,所 造成的干扰较小;共模干扰幅度大,频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。因此,欲削弱传导干扰,把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器。● PCB设计:PCB抗干扰设计主要包括PCB布局、布线及接地,其目的是减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰。开关电源布局的最佳方法与其电气 设计类似。在确定PCB的尺寸形状后,再确定特殊元器件(如各种发生器、晶振等)的位置。最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。● 元器件的选择:选择不易产生噪声、不易传导和辐射噪声的元器件。通常特别值得注意的是,二极管和变压器等绕组类元器件的选用。反向恢复电流小、恢复时间短的快速恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件。②切断干扰信号的传播途径—共模、差模电源线滤波器设计电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除。一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模和共模干扰都有较强的抑制作用。③增强敏感电路的抗干扰能力这主要包括屏蔽和接地两种方式。开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径
功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量,另一方面也导致了更为严重的 EMI问题。开关电源工作时,其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的,因此,开关电源本身是一个噪声发生源。开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源,或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。现在按噪声干扰源来分别说明:1、二极管的反向恢复时间引起的干扰交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压,经电容平滑后变为直流,但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。由电流波形可知,电流中含有高次谐波。大量电流谐波分量流入电网,造成对电网的谐波污染。另外,由于电流是脉冲波,使电源输入功率因数降低。高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。2、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在 阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐 波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生 尖峰干扰。3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。 4、其他原因元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布 置,具有很大的随意性,PCB的近场干扰大,并且印刷板上器件的安装、放置,以及方位的不合理都会造成EMI干扰。这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。Flyback 架构noise 在频谱上的反应0.15 MHz处产生的振荡是开关频率的3次谐波引起的干扰。0.2 MHz处产生的振荡是开关频率的4次谐波和Mosfet 振荡2(190.5KHz)基波的迭加,引起的干扰;所以这部分较强。0.25 MHz处产生的振荡是开关频率的5次谐波引起的干扰;0.35 MHz处产生的振荡是开关频率的7次谐波引起的干扰;0.39 MHz处产生的振荡是开关频率的8次谐波和Mosfet 振荡2(190.5KHz)基波的迭加引起的干扰;1.31MHz处产生的振荡是Diode 振荡1(1.31MHz)的基波引起的干扰;3.3 MHz处产生的振荡是Mosfet 振荡1(3.3MHz)的基波引起的干扰;开关管、整流二极管的振荡会产生较强的干扰设计开关电源时防止EMI的措施:1.把噪音电路节点的PCB铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极,初次级绕组的节点,等。
2.使输入和输出端远离噪音元件,如变压器线包,变压器磁芯,开关管的散热片,等等。3. 使噪音元件(如未遮蔽的变压器线包,未遮蔽的变压器磁芯,和开关管,等等)远离外壳边缘,因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。
4. 如果变压器没有使用电场屏蔽,要保持屏蔽体和散热片远离变压器。 5. 尽量减小以下电流环的面积:次级(输出)整流器,初级开关功率器件,栅极(基极)驱动线路,辅助整流器。
6.不要将门极(基极)的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。7.调整优化阻尼电阻值,使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。8. 防止EMI滤波电感饱和。9.使拐弯节点和 次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。11.使高频输入的EMI滤波器靠近输入电缆或者连接器端。12.保持高频输出的EMI滤波器靠近输出电线端子。13. 使EMI滤波器对面的PCB板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。17.在PCB设计时允许放1nF/ 500 V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻,跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。 18.保持EMI滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。19.在PCB面积足够的情况下, 可在PCB上留下放屏蔽绕组用的脚位和放RC阻尼器的位置,RC阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器(米勒电容, 10皮法/ 1千伏电容)。21.空间允许的话放一个小的RC阻尼器在直流输出端。22. 不要把AC插座与初级开关管的散热片靠在一起。开关电源EMI的特点作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板 (PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。1MHZ以内----以差模干扰为主,增大X电容就可解决1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减 (diudiu2006);对于25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器.30---50MHZ
普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决.100---200MHZ
普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了。开关电源的辐射一般只会影响到100M 以下的频段.也可以在MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。1MHZ 以内----以差模干扰为主1.增大X 电容量;2.添加差模电感;3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器,调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007。5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。 对于20--30MHZ,1.对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置;2.调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值;3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。4.改变PCB LAYOUT;5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数;7.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE;8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。9. 可以用增大MOS 驱动电阻.30---50MHZ 普遍是MOS 管高速开通关断引起,1.可以用增大MOS 驱动电阻;2.RCD 缓冲电路采用1N4007 慢管;3.VCC 供电电压用1N4007 慢管来解决;4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;5.在MOSFET 的D-S 脚并联一个小吸收电路;6.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE;7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;8.PCB 心LAYOUT 时大电解电容,变压器,MOS 构成的电路环尽可能的小;9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,1.可以在整流管上串磁珠;2.调整输出整流管的吸收电路参数;3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻;4.也可改变MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡MOSFET; 铁夹卡DIODE,改变散热器的接地点)。5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.200MHZ 以上 开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI 标准。
太长了,非常感谢,晚上回寝室慢慢看!谢谢啊
开关电源变压器设计
开关变压器是将DC电压,通过自激励震荡或者IC它激励间歇震荡形成高频方波,通过变压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC电压· 变压器在电路中电磁感应的耦合作用,达到初·次级绝缘隔离,输出实现各种高频电压· 目的:减小变压器体积,降低成本,使设备小形化,节约能源,提高稳压精度· N 工频变压器与高频变压器的比较:
高频 E=4.4f N Ae Bm
E=4.0f N Ae Bm
N Ae Bm 效率:
η=60-80 %
(P2/P2+Pm+ PC)
η&90% ((P2/P2+Pm)
功率因素:
Cosψ=0.6-0.7
(系统100W供电142W)
Cosψ&0.90 (系统100W供电111W) 稳压精度:
(U20-U2/U20*100)
ΔU&0.2% 适配.控制性能:
好 体积.重量
小 EMI滤波电路
隔离变压器
整流滤波电路
PWM控制电路
间隙震荡·功率因素改善·保护电路·IC
光电 耦合 电路
取样·放大
SPS开关电源方框图
(典形电路)
开关变压器主要工作方式 一.隔离方式:
有隔离; 非隔离
(TV&TVM11) 二.激励方式:
自激励; 它激励
(F+ & IC) 三.反馈方式:
(F- & IC) 四.控制方式:
(T & TON) 五.常用电路形式:
FLYBACK & FORWARD 非隔离:P-S共用地,俗称热底板
有隔离:P-S不共用地
一.隔离方式:
P=300V 220V*√2-VD
自激励:用变压器F+自激励震荡
它激励:用集成IC它激励间歇震荡
二.激励方式:
单端反激励 (Flyback) 控制电路
单端正激励 (Forward)
IRL 开关变压器主要设计参数 静态测试参数:
Q.………….. 动态测试参数:
Dmax………….
材料选择参数
HI-POT……..
UL94 V--O.( PBT.
NYLON)……….
HI-POT……..
制程设置要求 PN…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN.
SN(SOL.SPC).Φn.
Mtape:δ&w
TAPE:δ&w.
三.反馈方式:
它反馈:用集成IC接受输出光电 耦合信号,调整Ton,达到输出稳定·
自反馈:用变压器F-同步于主输出 调整理Ton,达到输出稳定·
P=300V 220V*√2-VD
四.控制方式:
脉冲宽度调制
脉冲频率调制
五.常用电路形式:
单端反激励FLYBACK
单端正激励 FORWARD 控制电路
开关变压器主要设计参数 静态测试参数:
Q.………….. 动态测试参数:
Dmax………….
材料选择参数
HI-POT……..
UL94 V--O.( PBT.
NYLON)……….
HI-POT……..
制程设置要求..
Bs:饱和磁通(束)密度Br:残留磁通(束)密度 Hs: 饱和磁场强度Hc:保磁力(矫顽力)
Ui:初始导磁率
加GAP曲线Br下降,ΔB增加 传递能力增大·
传递磁能区间增加
单端反激励FLYBACK调节TON使能量守恒定1/2*LP*IPK2=1/2*LS*ISK2
开关变压器应用磁滞回线描述
变压器导通Ton和截止Toff的变化
单端反激励(Flyback)
Dmax=Ton/T
Ton=1/f*Dmax
CL放电电流
Φ磁通变化
变压器能量守恒,就是利用Ton调整Vo·
单端反激励(Flyback)波形分为:临界状态,非连续状态, 连续状态(常用状态). 二.设计公式
Po=1/2LIpk2*f (η)
Vimin=Ipk*Lp/Ton
Ipk=2Po/DmaxVimin
( Po=VoIo)
Vimin*Ton=Ipk*Lp
Lp=Vimin*Dmax /Ipk*f
Np=Lp*Ipk /Ae*ΔB
Np= Δ B*Ig/ 0.4π*Ipk
Ig=0.4πLpIpk2/Ae*ΔB2
Vo+VD=Vimin*(Dmax/1-Dmax)*Ns/Np
Ns=(VO+VD)*(1-Dmax)*Np/Vimin* Dmax
Core=g/w(f=20kHzREF)
Dmin=Dmax/(1-Dmax)K+Dmax
K=Vimax/Vimin
单端反激励(Flyback)设计例题一
=170V-270V ,f= 30KHZ
Vo= 5V, Io=20A,
Dmax=0.45(设计取值)
Vi min=170*1.4--20=218V,
Vi max=270*1.4-20=358V
Vi min=170*√2-(VD.ΔU)
Vi max=270*√2-(VD.ΔU)
(ViACMIN)2- 2Po(1/2fL -tc)
Ipk=2*5*20/218*0.45=2.04A
Ipk=2Po/DmaxVimin
( Po=VoIo)
Po=1/2LIpk2*f (η)
Lp=218*0.45/2.04*mH
Lp=Vimin*Dmax /Ipk*f
K=358/218=1.64
K=Vimax/Vimin
Dmin=0.45/(1-0.45)*1.64+0.45=0.332
Dmin=Dmax/(1-Dmax)K+Dmax
CORE查表100W 选择 EER42/15
Ae=183mm2(1.83cm2)
Bs=390mT(3900Gs)=0.39T
Core=g/w(f=20kHzREF)
或SΦ=√I/3=√20/3=2.58mm 选"铜箔"为佳.PΦ=√2.04/3=0.82, 选0.60X2
(2.58/2)2*3.14=5.225
选择19#,Φ=0.98*7
(0.98/2)2*3.14*7=5.277(4Pin并绕)
8) Ig=(0.4*3.14*1.6*10-3*2.042/1.83*19502 )*108=0.12cm
Ig=0.4πLpIpk2/Ae* ΔB2
Np=/0.4*3.14*2.04=91.32T
Np=(0./1.83*.46T
Np=ΔB*Ig/ 0.4π*Ipk
Np=Lp*Ipk /Ae*ΔB
Ns=(5+1)*(1-0.45)*91/218*0.45=3.06T
11)P=1/2*1.6*2.042*30=96W
Ns=(VO+VD)*(1-Dmax)*Np/Vimin* Dmax
P=1/2LI2*f
另一种AP法,计算参数查找麻烦
单端正激励(Forward)
能量再生线圈和波形
二,设计公式:
单端正激励(FORWARD)设计例题一 已知条件:
输入电压 ·Vi= 48V (36~60V),
额定输出电压·电流·Vo=5.0V·Io=11A
额定输出功率55W.
最大输出功率65W
f=470kHz (450~500 kHz)
δmax=0.42
选择PC50. 3F3. N49等材质
选PC50. EPC25. Ae: 46.4mm2. Le: 59.2mm.
BS: 3800GS
Ipk= Ic= 2POUT / Vinmin= 2*65 / 36= 3.6A
Np= Vinmax*108 / (4FBmax*Ae)
取Bmax=2000G
= 60*108 / (4*450K*)= 4TS, 调整为6TS
Ns= Np *(Vo+VD) / (Vi*δmax)
= 4* (5.5+1)/(36*0.42)= 1.7TS
4): 反馈绕组. N= Np*(15+1) / (36*0.42)= 6*16/(36*0.42)= 6TS
5): 选择绕组线径
Np: Φ0.1*120C
Ns: Φ0.1*200C
6): 由于为安全电压.故不须包MARGIN TAPE.
单端正激励(FORWARD)设计例题二 已知条件:
输入电压 ·Vi= 100V (85V~135V),
额定输出电压·电流·Vo=5.0V(4.5-5.5)·Io=20A
δmax=0.42
选择PC40..TP4等材质
选TP4. EE28C. Ae: 87.4mm2.
BS: 3800GS
取Bmax=2000G
T=1/fo=1/200K=5us
Tonmax=T*Dmax=5*0.42=2.1us
V2min=(Vo+VL+VF)*T/Tonmax=(5.5+0.2+0.5)*5/2.1=14.8V
n=V2min/V1min=14.8/100=0.148
N2=(V2min*Tonmax/Bs*Ae)*104
=(14.8*2.1/)* 104=1.83T《2T
N1 =N2/ n=2/0.148=13.5T《14T
Tonmax=(Vo+VL+VF)*T/ V2min=2.09
Dmax= Tonmax/T=2.09/5=0.418《0.42
优化设计举例
1)绕线空间设计: 变压器绕线空间设计得好,使其耦合传递最佳,发挥功率更佳,干扰更小,
要求电流较大,漏感较小·P&S均可采用分层绕法·
例一,ETD44
AV音响主功率变压器
Φ0·21 X10X2
Φ0·35 X9
Φ0·35 X9
Φ0·21 X10X2
减小绕线高度,对理线较合理·
例二,EI22
DVD辅助变压器
6--8--------------------
6--8--------------------
6--9--------------------
6--9--------------------
增强耦合性能,采用并联绕线,合理安排接线工艺,减小漏感·
例三,EER28
DVD主功率变压器
25T 17--15
25T 14--13----------------------
25T 17--15
25T 14--13----------------------
加大耦合,减小漏感,提高负载能力·17--15
2)绝缘空间设计
随着变压器的小形化,可以根据爬电距离来实现安全性能要求,设计产品的 目的,主要满足用户要求,符合安全性能规定· 1·干燥空气爬电耐压距离:
经验距离为1mm
/1000V· 2·TAPE(0·025/0·065)P-S三层规定: 1层&4000V
延伸变形后&#V· 3·S线圈-S线圈之间爬电耐压距离:
&#mm· 4·边缘胶带MARGINTAPE爬电耐压距离:
边缘安胶W=3mm可根据Vi电压W1.5-2.mm· 5·采用TEX-E线解决耐压距离:
三重绝缘线 层&6000V
延伸变形后耐压下降· 6·胶带绝缘层解决耐压距离:
胶带村垫SOL一层SPC二层,反贴胶带等· 7·规格耐压条件(3.0KV/60’ 2mA)
制程条件UL3.0KV *1.2倍/2’ 2mA· 8·层间耐压要求:
层间耐压测试要求,与AN有关· 2mm
CS2670 耐压仪
空气爬电耐压测试
CS2670 耐压仪
胶带耐压测试
常规安全距离 MARGIN TAPE 3mm
常规安全距离 MARGIN TAPE 6mm
woil-woil 爬电距离
wire-core TUBE保护
woil-woil TUBE保护
3)开关变压器的参数分析 一,漏感Lk:当开关管达到高速开关时,(截止)由于变压器的Lk存在,开关管两端就会产生浪涌电压·整机中可以采用(电压钳位电路)来控制.
二,分布电容Cp:当开关管(导通)由于开关寄生电容及变压器Cp产生浪涌电流,流向开关产生很大噪声·整机中可以采用(电流限制电路)来控制.
三,集肤效应:·线圈中流过高频电流时在开关频率较高,电流只在导线的表皮流过,称为集肤效应,高速开关下磁力线引起涡流,抵消中心电流,导线形成空心导体·
穿透深度Δ=6·61/√f(mm)
线经不超过穿透深度Δ的两倍为好· 例·Δ=0·09
0·09*2=0·18
选用0·10-0·17
1.关于集肤效应可选用多股线(满足b&a
x= x股线)满足高频负载电流,降低变压器温升· 2. 关于Lk与Cp是一对矛盾,一般要求变压器平衡Lk与Cp参数,Lk不要追求愈小愈好,Cp的增加会引起噪声的增加·
开关变压器GAP&LK
GAP储蓄能量
1 / 2 L I2=
/uo0.4π* Ae Ig
GAP气隙长度
Ig=0.4πL I 2 / Ae *
1·气隙GAP设计大小与所需要的传递能量有关,GAP大气隙长度增加也就是气隙体积增加,电感下降·GAP小容易引起电感饱和· 2·气隙GAP传递能量大小与使用的工作频率有关,高频时(>60KHZ)磁芯损耗加大· 3·LEAKAGE漏感:初级绕组P&S次级主绕组相邻紧密,耦合面积大,(P·S夹绕)漏感量小·S次级主绕组如果匝数少,疏绕或者增加匝数,也可减小漏感量·
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