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条件：INPUT ：120V/60HZ
OUTPUT ： 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER
12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER
温升≤600C 电压调整率≤10%
解答：
1、原理图
2、交/直流功率、电流、电压的转换
A 、功率
SEC#1DC 次级第二绕组交流输出功率 : P SEC#2=P DC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W
次级交流输出总功率 : P 总=( P SEC#1+P SEC#2)x2=(55.1+9.42)x2=129.04W
B 、电流 次级第一绕组电流应为双臂电流 : I=0.82719 x 2=1.654A
次级第二绕组电流应为双臂电流 : I=0.3535 x 2=0.707A
C 、电压3、
4、Sc D Wa 故有
(2)d 2h 2d 2h 2当当转换系数K 0=交流输出功率/直流输出功率
转换系数K 1=次级交流电流/次级直流电流
次级第一绕组单臂电流 : K 1=I AC /I DC I AC =0.707 x 1.17=0.82917A LT82-T8428A
次级第二绕组单臂电流 : K 1'=I AC /I DC I AC '=0.707 x 0.5=0.3535A 转换系数K 2=次级交流电压/次级直流电压
次级第一绕组交流电压 : K 2=U AC /U DC U AC =1.11 x 30=33.3V 次级第二绕组交流电压 : K 2=U AC /U DC U AC '=1.11 x 12=13.32V
当
5、
N SEC#1=145T
SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xN SEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104
N SEC#2=58T
6、电流的计算
A次级反射到初级的电流
I2’=I sec#1 N SEC#1/N PRI+I sec#2 N SEC#2/N PRI=1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A B铁损电流
铁的重量G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4)/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4)/2 x 10-3
=0.863KG
因1KG铁片它的损耗为3W, 所以磁环的铁损为 3X 0.863=2.59W
磁环的铁损电流 I=2.59/120=21.6MA
C磁化电流及空载电流查表 VA0=7.65W
I=7.65/120=63.75MA空载电流产 : I0= 63.752+21.62=67.3MA D初级电流的有功分量
初级电流的有功分量等于铁损电流加上次级反射到初级的电流.
I=536+21.6=557.6MA
E初级电流
初级电流的平方等于初级电流的有功分量的平方加上磁化电流的平方
I = 0.55762+0.06732 =0.561A
F效率=有用功/总功 x 100%
P总功=129.07/0.9=143.4W
初级电流I=143.4/120=1.195A
7线径的计算
初级绕组线径Aw=I/J ф2=4x1.195/3πф=0.712MM 取0.70MM
次级绕组线径фsec#12=4x1.654/3πфsec#1=0.838MM 取0.9MM
次级绕组线径фsec#22=4x0.707/3πфsec#2=0.5479MM 取0.5MM
8铁心/组间/外包绝缘
A內贴,外围均用1G180 12MM TAPE 2 X 3MIL X 12MM
1/2叠包5MIL MYLAR 1次
B內贴,外围绝缘层的厚度: t01=T01=2 X 0.08(3mil)=0.16mm
C铁心绝缘层在内径一侧的厚度:
t0=t01+2t Z M Z Z K D0/d0=0.16+2x0.125x1x1.25x85/44=0.7637mm D铁心绝缘层在外径一侧的厚度:
T0=T01+2t z M z Z K=0.16+2x0.125x1x1.25=0.4725mm
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t z 绝缘材料的厚度Mz绝缘材料1/2叠包次数Z K 绝缘叠包系数,取1.25
9、估算绕组在铁心窗口能否绕下
S m2= [523 x 3.14/4 x0.72+145x 3.14/4 x 0.92+58x3.14/4x0.52]x 10-2=4.04cm 2查表3-55得:Qs=11cm 2
K m2=S m2/Qs=4.04/11=0.3674
查表3-56 , 铁心窗口可容导线的占空系数为0.333,计算值大于允许值(0.333＜0.3674), 故不能排下.
故线径应减小,取线径为0.6mm. S m2= [523 x 3.14/4 x0.62+145x 3.14/4 x 0.92+58x3.14/4x0.52]x 10-2=2.969cm 2K m2=S m2/Qs=2.969/11=0.2699
查表3-56 , 铁心窗口可容导线的占空系数为0.333,计算值小于允许值(0.2699＜0.333), 故能排下.
10、结构参量的计算
A 先绕细线
因h(磁环的高度)=28 查表得H ≤48，Qs 允许绕线面积=11CM
2 K m1=(523x3.14/4x0.62x10-2)/11=0.1344
查表3-56 , 一个绕组时，K m1=0.493＞0.1344 可用机绕.
B 铁心叠包绝缘后內径和外径
d z0=d 0-2t 0=44-2x0.7637=42.473mm
D z0=D 0+2T 0=85+2x0.4725=85.945mm
C 第一绕组结构计算
(1)、第一绕组內、外侧层数 (Kp 为排绕系数,取1.15)L 1=N 1d m1 Kp=523x0.6x1.15=360.87
F 1=4∏L 1d m1=4x3.14x360.87x0.6=2266.3
X 1=∏(D z0-d m1)=3.14x(85.945-0.6)=268
Y 1=∏(d z0+d m1)=3.14x(42.473+0.6)=135.25
Z 1=2∏d m1=2x3.14x0.6=3.768(两倍的线径周长)
在內径一侧层数： S 1=（Y 1- Y 12-F 1）/Z 1=2.296
在外径一侧层数：S 2=（-X 1+ X 12+F 1）/Z 1=1.11 (2)、第一绕组的绕组厚度及绕完第一绕组后变压器內、外径 (K d 为叠绕系数,取1.2)
第一绕组的內侧绕组厚度： б1=S 1d m1K d=3x0.6x1.2=2.16
第一绕组的外侧绕组厚度：△1=S 2d m1K d =2x0.6x1.2=1.44
绕完第一绕组后, 变压器內、外径
变压器內径 : d N1=d z0-2б1=42.473-2x2.16=38.153
变压器外径 : D N1=D z0+2△1=85.945+2x1.44=88.825
(3)、外包绝缘后变压器的內径和外径
在内径一侧的绝缘厚度: t 1=2t z M z Z k D N1/d N1= 2x0.08x1x1.25x88.825/38.153=0.466mm 在外径一侧的绝缘厚度: T 1=2t z M z Z k = 2x0.08x1x1.25=0.2mm 外包绝缘后变压器的內径: d z1=D N1-2t 1=38.153-2x0.466=37.22mm
取3层 取1层
Page 6 of 6外包绝缘后变压器的外径: D z1=D N1+2T1=88.825+2x0.2=89.025mm
D 第二绕组结构计算
(1)、第二绕组內、外侧层数 (Kp为排绕系数,取1.1)
L2=N2d m2 Kp=145x0.9x1.1=143.55
F2=4∏L2d m2=4x3.14x143.55x0.9=1622.689
X2=∏(D z1-d m2)=3.14x(88.745-0.9)=275.8
Y2=∏(d z1+d m2)=3.14x(36.735+0.9)=118.17
Z2=2∏d m2=2x3.14x0.9=5.652
在內径一侧层数： S3=（Y2- Y22-F2）/Z2=1.25取1层
在外径一侧层数：S4=（-X2+ X22+F2）/Z2=0.52取1层
(2)、第二绕组的绕组厚度及绕完第二绕组后变压器內、外径 (K d为叠绕系数,取1.2)
第二绕组的內侧绕组厚度：б2=S3d m2K d=1.25x0.9x1.2=1.35
第二绕组的外侧绕组厚度：△2=S4d m2K d=1x0.9x1.2=1.08
变压器內径 : d N2=d z1-2б2=37.22-2x1.35=34.52
变压器外径 : D N2=D z1+2△2=89.025+2x1.08=91.185
(3)、外包绝缘后变压器的內径和外径
在内径一侧的绝缘厚度: t2=2t z M z Z k D N2/d N2= 2x0.08x1x1.25x91.185/34.52=0.53mm
在外径一侧的绝缘厚度: T2=2t z M z Z k= 2x0.08x1x1.25=0.2mm
外包绝缘后变压器的內径: d z2=D N2-2t2=34.52-2x0.53=33.46mm
外包绝缘后变压器的外径: D z2=D N2+2T2=91.185+2x0.2=91.585mm
E 第三绕组结构计算
(1)、第三绕组內、外侧层数 (Kp为排绕系数,取1.1)
L3=N3d m3 Kp=58x0.5x1.1=31.9
F3=4∏L3d m3=4x3.14x31.9x0.5=200.33
X3=∏(D z2-d m3)=3.14x(91.585-0.5)=286
Y3=∏(d z2+d m3)=3.14x(33.46+0.5)=106.6
Z3=2∏d m3=2x3.14x0.5=3.14
在內径一侧层数： S5=（Y3- Y32-F3）/Z3=0.28取1层
在外径一侧层数：S6=（-X3+ X32+F3）/Z3=0.11取1层
(2)、第三绕组的绕组厚度及绕完第三绕组后变压器內、外径 (K d为叠绕系数,取1.2)
第三绕组的內侧绕组厚度：б3=S5d m3K d=1x1.25x0.5x1.2=0.75
第三绕组的外侧绕组厚度：△3=S6d m3K d=1x0.5x1.2=0.6
变压器內径 : d N3=d z2-2б3=33.46-2x0.75=31.96
变压器外径 : D N3=D z2+2△3=91.585+2x0.6=92.785
E、外包绝缘及內径和外径
外包2X3MIL MYLAR装焊片，再叠包5MIL MYLAR一次。
d z3=d N3-2t3=d N3-2x(2t z MzZ k D N3/d N3)
=31.96-2x(2x0.08x1.25x1x92.785/31.96)=30.8
D H=D N3+2T3=D N3+2（2t z++2tzMzZ K+Q焊片）=92.785+2x(2x0.08x1x1.25+2x0.08+1.5)
=96.485
Page 6 of 6 PRIMARY: L m1=2(a+h)+∏[t0+T0+ (б1+△1)/2]
=2(20.5+28)+3.14[0.7637+0.4725+(2.16+1.44)/2]
=99+9.53=108.53mm
SEC#1 : L m2=2(a+h)+∏[D z1-D0+ (б2+△2)+(d0-d z1)]/2
=99+3.14[89.025-85+44-37.22+1.25+0.52]/2=99+20=119mm
SEC#2 : L m3=2(a+h)+∏[D z2-D0+ (б3+△3)+(d0-d z2)]/2
=99+3.14[91.585-85+44-33.46+0.75+0.6]/2=99+29=128mm
12、初/次级绕组的总长度
L1=523x L m1=523x108.53x10-3=56.76m
L2=145x L m2=145x119x10-3=17.255m
L3=58x L m3=58x128x10-3=7.424m
13、初/次级绕组的铜重
G m1=56.76x6.982x0.62=142.7g
G m2=17.255x6.982x0.92=97.58g
G m3=7.424x6.982x0.52=12.96g
14、初/次级绕组的电阻
R m1=56.76x22.4x(1/0.6)2=3.53ohm
R m2=17.255x22.4x(1/0.9)2=0.477ohm
R m3=7.424x22.4x(1/0.52=0.665ohm
K T=0.00393x (234.5+55+60)=1.37
热态电阻：
r1=1.37x3.53=4.84ohm
r2=1.37x0.477=0.654ohm
r3=1.37x0.665=0.911ohm
15、总铜损
P m=I12r1+I22r2+I32r3=1.1952x4.84+1.6542x0.654+0.7072x0.911=6.854+1.79+0.455=9.1W
16、电压比核算
（1）、次级空载电压U2
U1/U2==N1/N2U2=N2U1/N1=33.2V
U1/U3==N1/N3U3=N3U1/N1=13.3V
（2）、初级感应电压E1
E1=U1-I1r1=120-1.195X3.53=114.24V
（3）、次级感应电压E2、E3
E1/E2==N1/N2E2=31.67V
E1/E3==N1/N3E3=12.66V
U2=E2-I2r2=31.67-1.654x 0.654=30.59V
U3=E3-I3r3=12.66-0.707x 0.911=12.02V
经验告诉,由于有压降,次级圈数可增加约5%~10%.
17、电压调整率
△U%=(13.3-12.02)/13.3X100%=9.6%
△U%=(33.2-30.59)/33.2X100%=7.86%
Page 6 of 6 18、总铁损I0= 铁损电流的平方+磁化电流的平方
P0=3W
19、变压器的温升
△T=(P0+P M)/a m0 F m
=(9.1+3)/1.05x10-3x227=50.70C
a m0散热系数, F m为线圈的散热面积.
a m0 、F m均可查环形变压器温升图表可得。