变压器选型实例

摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。

根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。

关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头0 引言随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。

变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。

在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。

由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。

因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。

1 开关电源变换器性能指标开关电源变换器部分原理图如图1所示。

提示请看下图:其主要技术参数如下：电路形式半桥式；整流形式全波整流；工作频率 f=38kHz；变换器输入直流电压 Ui=310V；变换器输出直流电压 Ub=14.7V；输出电流 Io=25A；工作脉冲占空度 D=0.25～O.85；转换效率η≥85％；变压器允许温升△τ=50℃；变换器散热方式风冷；工作环境温度t=45℃～85℃。

2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定2.1 变压器磁芯选择目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。

这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。

非晶合金和超微晶材料饱和磁感应强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。

虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。

祖尔（上海）电器制造有限公司变压器选型手册一。

为方便用户选择合适产品型号，特说明如下：SG SBK系列三相干式隔离变压器SG SBK系列三相干式隔离变压器是本厂在参照国际同类产品，结合我国国情的基础上研制生产的新一代节能型电力变压器，从300VA到1600KVA之间，符合IEC439、GB5226等国际、国家标准，绕组采用脱胎整列绕制方法；变压器进行真空浸漆，使变压器的绝缘等级达到F级或H级，产品性能达到国内外先进水平。

SG系列三相干式隔离变压器广泛适用于交流50Hz至60Hz，电压2000V以下的电路中，广泛用于进口重要设备、精密机床、机械电子设备、医疗设备、整流装置，照明等。

产品的各种输入、输出电压的高低、联接组别、调节抽头的多少及位置（一般为±5％）、绕组容量的分配、次级单相绕组的配备、整流电路的运用、是否要求带外壳等，均可根据用户的要求进行精心的设计与制造。

+ 产品特点在隔离变压器建立新的中线-接地就可解除电网中共模干扰和其它中线的困扰，隔离变压器将三线△接线转换为四线Yo系统，加屏蔽就进一步免除了由变压器内部耦合的高频脉冲干扰和噪音，虽然有屏蔽的隔离变压器对各种N-G来的干扰（脉冲和高频噪声）能有效防止，但变压器必须正确妥善接地，十分严格，否则抗共模干扰将无效果。

本公司可以为客户设计生产高质量的隔离变压器。

+ 特性优点：Ø 高度隔离Ø N-G性能良好Ø 高度共模干扰抑制Ø 将△转换为Y或Y至△Ø 电压抽头容易转换Ø 按用户的特殊性能要求设计+隔离变压器加装在稳压电源的应用一、在电源输入端接入隔离变压器（三角/星形）1、若电网三次谐波和干扰信号比较严重，采用△/Yo隔离变压器，可以去掉三次谐波和减少干扰信号。

2、可以采用△/Yo隔离变压器产生新的中性线，使设备与电网中性线无关，避免由于电网中性线不良造成设备运行不正常。

变压器的选型原则
1.容量选定
变压器的容量是选择的关键。

根据负载电流及功率计算出主、从副的额定电流，再根据电势计算，得到主、从副的额定电压。

根据主副，电压大小，根据估算得到通用型号。

2.核心材料的选择
应根据工作频率、负载性质、经济因素和工艺条件等综合考虑。

在一般情况下，选用厚度为0.27mm的冲击硅钢片制造高效变压器和降谐器；0.35mm的冲击硅钢片制造中等效能变压器和降谐器；0.5mm的冲击硅钢片制造低效能变压器。

3.线圈设计
一般而言，也应采用漆包铜线，制作力电器时可用不锈钢丝。

4.绕制方式
绕制方式根据使用环境灵活采用。

例如高温工况，则需要饶线，以充分占用空间，减小发热系数以承载流量。

单股绕制、余绕绕制，多股联绕等等。

5.损耗的估计
在选择变压器时，损耗的估计也是极为重要的。

通常使用的励磁损耗值标志用铭牌上的No-load loss/Kg和铭牌上的load loss/Kg等指标来估算。

因此，在选择变压器时，一定要注意这些指标。

油浸式变压器选型手册全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：油浸式变压器是一种常见的电力设备，用于将高压电网输送的电能转变成适用于各种电气设备的低压电能。

在电力系统中起到了至关重要的作用。

为了确保油浸式变压器的正常运行，必须进行正确的选型和安装。

一、变压器选型基本原则1. 满足电流负载需求：为了保证变压器在实际使用中能够正常工作，必须满足设备的电流负载需求，即选型时应根据设备的负载功率和工作电压来确定变压器的额定容量和额定电压等参数。

2. 适应环境条件：变压器的使用环境对其性能有很大影响，如海拔高度、环境温度、湿度等因素都会影响变压器的运行性能，在选型时需要考虑这些因素。

3. 经济性考虑：在选型时，要考虑变压器的造价、运行成本等因素，确保在满足负载需求的前提下，选择性价比高的变压器。

二、变压器选型步骤1. 确定负载需求：首先要明确设备的负载需求，包括负载功率、工作电压等参数。

2. 确定环境条件：确定变压器所处的环境条件，包括海拔高度、环境温度、湿度等因素。

3. 选型计算：根据负载需求和环境条件，进行选型计算，确定变压器的额定容量、额定电压等参数。

4. 选择型号：根据选型计算的结果，选择合适的变压器型号。

5. 进行现场评估：在确定了变压器型号后，要进行现场评估，确定变压器的安装位置、接线方式等。

三、常见油浸式变压器故障及处理方法1. 变压器温升过高：可能是因为负载过大、绕组接触不良等原因引起，应及时排除故障。

2. 油泄漏：可能是因为油箱密封不良、管路连接不严等原因引起，应及时修复漏漏。

3. 绝缘损坏：可能是因为绝缘材料老化、受潮等原因引起，应及时更换绝缘材料。

4. 过载保护动作：可能是因为负载过大、短路等原因引起，应及时维修，并调整负载。

四、油浸式变压器选型手册范例1. 设备名称：油浸式变压器2. 额定容量：1000KVA3. 额定电压：10KV/0.4KV4. 变比：10KV/0.4KV5. 阻燃等级：F16. 焚烧特性：固体防火7. 绝缘等级：H级8. 使用环境：海拔高度不超过1000米，环境温度不高于40摄氏度，相对湿度不超过90%。

开关电源变压器实例
开关电源变压器实例如下：
以输入电压为85~264V，频率为50/60HZ，输出电压为12VDC，输出电
流为5A的单端反激式开关电源为例。

1. 高频变压器的设计：首先选择适当的磁芯大小。

通常根据输出功率，查找磁芯厂商的资料，根据磁芯高度，在100KHz的频率下选择相应的功率型磁芯。

例如，查TDK PQ2620 PC4，其参数为Ui=2300Nh，Ae=119mm^2，Bs=380mT(100℃)，Br=140mT(23℃)。

2. 计算输入电流平均值：Pout/Iav=n Vin min。

其中，Vin min=90V V2-20直流涟波及整流管压降=110V。

n为变压器匝数比。

以上是开关电源变压器设计的一种实例，实际应用中需要根据具体需求进行设计。

如有需要，建议咨询专业工程师或查阅相关文献资料。