高频变压器计算表格.xls
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设计实例:要求:输入AC 220V±10%效率:80%工作频率 40KHZ输出电压 62V 电流:2A辅助绕组电压:20V/0.1A最大占空比: 0.48一.计算最小直流电压和最大直流电压Emin=220*0.9*1.1=218VEmax=220*1.1*1.4=339V二.计算输入功率和视在功率Pin==Po/η=62*2/0.8=155WPt=Po/η+Po=155+124=279w三.计算AP 值选择磁芯Pin*10²2*F*Bm*J*Ku*Ki279*10²2*40*103*0.15*4*0.4*1== 1.45选择PQ32/30磁芯Ae=1.6Aw=0.994Ap=1.6*0.994=1.59结果大于计算的值,符合要求。
材质选用PC40型。
四.计算初级电流峰值和有效值设定电路工作在连续模式,根据输入电压的范围取Krp 为0.6 2Pin Emin*Dmax*(2-Krp) 2*155 218*0.48*(2-0.6)= 2.1AIrms =Ip* Dmax*(Krp²/3-Krp+1)=2.1* 0.48*(0.6²/3-0.6+1)=1.05A五.计算初级电感量连续模式 Emin*Dmax Ip1 =Ip2(1-Krp) F*(Ip2-Ip1) =2.1*(1-0.6)=0.84 218*0.48 40*103*(2.1-0.84) =2.076mH 断续模式 Emin²*Dmax² 2*Pin*F 218²*0.48² 2*155*40*103=883.0uHAP ==Aw*Ac== ==Ip = = Lp ==Lp==六.计算初级、次级、反馈绕组的圈数 Dmax Upmin 计算变压比:n=1-Dmax Up2 =0.482181-0.4862= 3.2454初级圈数 Emax*104 4*F*Bm*Ae339*1044*40*103*0.15*1.61=87.7TS 取整数88TS 次级圈数 Np Np*(1-Dmax)*Us1n Upmin* Dmax= Np 88n 3.2454=27TS反馈圈数Np*(1-Dmax)*Us1 Upmin* Dmax=8.7TS 取9TS 八.核算临界电感量(H )T2Pin 2 0.000025 2*155=882.8uH计算出的结果和断续模式的电感一致。
Vin-min(V)Vin-max(V)工作频率F(Hz)输出电压Vo(V) 6616030000048
以上为根据电流纹波系数计算BUCK电路电感量L(uH)输出电流Io(A)磁通密度Bm(T)磁芯有效截面积Ae(mm~2)
34 6.50.2589.7
以上为根据电感量和磁芯截面积计算最电感量L(uH)磁芯有效截面积Ae(mm~2)匝数Nmin气隙大小lg(mm) 16919.18240.082105835
以上根据电感量、匝数、有效截面积计算输入电压(V)单相占空比D开关频率F(Hz)磁通密度Bm(T) 480.51500000.11
以上为推挽、桥式变压器原边匝数输入电压(V)单相占空比D开关频率F(Hz)磁通密度ΔB(T) 480.53000000.25
以上为正激变压器原边参数计算
输出电流Io(A)纹波系数K输出电感量L(uH)
6.50.534.46153846 CK电路电感量
最小匝数Nmin
9.855072464
计算最小匝数
积计算气隙大小
磁芯有效截面积Ae(mm~2)原边匝数
89.78.10783419
边匝数计算
磁芯有效截面积Ae(mm~2)原边匝数
89.7 3.56744705
数计算。
高频率变压器的设计例: 输入电压:85~264V输入电压频率:50/60HZ输出电压::12VDC输出电流:5A一、选择CORE的大小:通常按输出功率查CORE厂商的资料,根据CORE高度,在100KHz,与之对应的功率选择功率型的CORE.查TDK PQ2620 PC4 Ui=2300Nh Ae=119mm2 Bs=380mT(100℃) Br=140mT(23℃)二、计算输入电流平均值:PoutIav=η*Vin〈min〉Vin〈min〉=90V*√2-20〈直流涟波及整流管压降〉=110〈V〉η----效率 V out≧12V η=80~85%V out<12V η=75~80%此处选η=80%60Iav= = 0.68〈A〉0.8*110三、计算输入峰值电流大小:2 IavIp2连续工作模式(CCM) 不连续工作模式(DCM) CCM----连续工作模式,L ηEMC 差适合小功率DCM----不连续工作模式, L ηEMC 好适合大功率2*0.68Ipk= = 1.92〈A〉(1+0.55)*.45四、计算初级电感:Vin(min).DmaxLp=Ip‧fDmax=0.4~0.5 此处选Dmax=0.45工作频率选f=62KHz110*0.45Lp= <H>=0.423mH =423uH1.95*60*103五、计算初级匝数:Lp*Ip Vin‧TonNp= = *104Ae‧B B‧Ae1Ton= * 0.45 = 7.5us60*103Ae---- 铁芯截面积B---- 2000~2500 高斯,此处选B=2250高斯.110*7.5Np= * 104 =30.8(TS) 选取 31TS2250*1.19六、计算次级匝数Vin(min)‧Ns‧Dam=(V o+V D)‧Np‧(1-Dam)(V o+V D)‧Np‧(1-Dam) ( 12+0.5 )*31*0.55Ns= = =4.3(Ts) Vin(min)‧Dmax 110*0.45此处选Ns= 5Ts七、修正初级圈数和电感:Vin(min).Ns.Dmax 110*5*0.45Np= = = 36匝(V o+V D)‧Np‧(1-Dam) 12.5*0.55Np.Ae.BLp= *10-4 uH36*119*2250=八、计算Nb(V o+V D)Nb=6.68Ts 选 Nb=7Ts 故 Np:Ns:Nb=36:5:7 Lp=500uH九、计算电流的大小:1.初级电流有效值IrmsIrms=Ipk.√Dmax.(Krp2/3-Krp+1) 或 (Irms=Ipk/√6)Kpp----最小值 0.6<连续模式>,最小值1.0<不连续模式>此处选Krp=0.92 Irms=1.95/√6=0.8A2.次级峰值电流IspkNp. Ipk=Ns IspkIspk=1.95*36/5=14(A)3.次级电流有效值Isrms=Ispk.√(1-Dmax).Krp2/3-Krp+1)或 9(Isrms=Ispk/√6)Isems=14/√6=5.75(A)。
变压器2500315有功损耗14.14103 1.588722 变压器损耗计算公式无功损耗103.5938 6.007219(1)有功损耗:ΔP=P0+24.50041 2.189444(2)无功损耗:ΔQ=Q 年综合损耗429247.138359.05(3)综合功率损耗:ΔPQ0≈I0%SN,QK≈UK%SN式中:Q0——空载无功P0——空载损耗(kW)PK——额定负载损耗(kSN——变压器额定容量I0%——变压器空载电流UK%——短路电压百分比β——平均负载系数KT——负载波动损耗系QK——额定负载漏磁功KQ——无功经济当量(k上式计算时各参数的选(1)取KT=1.05;(2)对城市电网和工业企(3)变压器平均负载系数(4)变压器运行小时数T(5)变压器空载损耗P0、变压器损耗计算公式全集详解(1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1)(2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2)(3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3)Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN2500315式中:Q0——空载无功损耗(kvar)15 3.78P0——空载损耗(kW)40.94PK——额定负载损耗(kW)17.17 3.67SN——变压器额定容量(kVA)2500315I0%——变压器空载电流百分比。
0.6 1.2UK%——短路电压百分比64β——平均负载系数0.750.4103KT——负载波动损耗系数 1.05 1.05QK——额定负载漏磁功率(kvar)15012.6KQ——无功经济当量(kW/kvar)0.10.1上式计算时各参数的选择条件:(1)取KT=1.05;(2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量 KQ=0.1kW/kvar;(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%;(4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h;(5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。