推挽式变压器设计
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推挽式变换器·中国绿网·1、电路拓扑图2、电路原理其变压器T1起隔离和传递能量的作用。
在开关管Q1开通时,变压器T1的Np1绕组工作并耦合到付边Ns1绕组,开关管Q关断时Np向Ns释放能量;反之亦然。
在输出端由续流电感器Lo和D1、D2付边整流电路。
开关管两端应加一RC组成的开关管关断时所产生的尖峰吸收电路。
此电路大概也可能称为正反激电路吧!我也不敢确定。
因为曾经有个同事与我说起Lambda有一款电源PH300F(DC/DC 5V/60A 全砖)就采用了正反激电路,我也没见过此模块电源实物,他也没见过推挽电路图,根据他说的及当时所测的波形,与推挽工作相似。
所以我只是估猜,如有错误希各位同仁指出并斧正,免得诱导坏“小孩子”。
3、工作特点a、在任何工作条件下,调整管都承受的两倍的输入电压。
所以此电路多用于大功率等级的DC/DC电源中,这样才有利于选材料。
b、两个调整管都是相互交替打开的,所以两组驱动波形相位差要大于180°(一般书上说差等于180°,呵呵~~~您可以试一试),因为要存在一定死区时间。
c、此电路与半桥式变换器一样,也存在一定的磁偏问题。
不过我不知道我是否遇到,当时只是用20M带宽的模拟示波器又无存储功能,最主要的是我当时对这电路工作原理并未完全弄懂。
4、变压器计算步骤与前相同(省去)★计算匝伏比:N/V=Ton/(ΔB×Ae)★原边绕组匝数:Np=Vinmin×(N/V)★付边绕组匝数:N2=(Vo+Vd+Io×R)×(N/V)★其它的验证及导线选择参考《单端正激式》5、输出电感设计参考《单端正激式》。
推挽变压器计算范文引言:一、推挽变压器的基本原理推挽变压器是由两个互补工作的铁芯变压器组成的。
其中一个变压器是正相位变压器,将直流电压转换为交流电压;另一个变压器是负相位变压器,将交流电压转换为直流电压。
这种互补工作的设计能够实现高效的功率转换,并且可以克服传统变压器存在的问题。
二、推挽变压器的设计流程1.参数选取:首先确定需要的输入输出电压范围和功率等级。
根据实际需求和条件,选择合适的主要参数。
2.铁芯设计:根据设计参数,计算变压器的铁芯尺寸和截面积,选择合适的铁芯材料。
3.线圈绕组设计:根据铁芯尺寸和设计参数,计算绕组的匝数和截面积,选择合适的线径和绕组方式。
4.检验和验证:根据设计完成后,进行电流、电压和功率等方面的检验和验证,确保设计符合要求。
三、推挽变压器的计算方法在推挽变压器的设计过程中,需要进行多个参数的计算和选择,包括铁芯参数、线圈参数等。
1.铁芯参数的计算:根据设计参数,计算出变压器铁芯的尺寸和截面积。
主要考虑铁芯磁导率和交流损耗等因素。
2.线圈参数的计算:根据线圈的匝数和截面积,计算线圈的电流承载能力和绕组方式。
主要考虑线圈的电阻和电感等因素。
3.电压和功率的计算:根据输入输出电压和功率要求,计算变压器的变比和效率。
主要考虑变压器的损耗和效率等因素。
4.磁通密度和磁场分布的计算:根据变压器的铁芯参数和线圈参数,计算变压器的磁通密度和磁场分布。
主要考虑铁芯的饱和和线圈的耦合等因素。
结论:推挽变压器是一种重要的变压器类型,广泛应用于工业和电力系统中。
设计推挽变压器需要进行多个参数的计算和选择,包括铁芯参数、线圈参数等。
这些计算和选择需要考虑变压器的输入输出电压范围、功率等级和效率要求等因素。
通过合理的设计流程和计算方法,可以得到满足要求的推挽变压器。
推挽变压器计算公式标题:推导变压器计算公式,为电力工程设计提供便利引言:变压器是电力系统中必不可少的元件,它的设计与计算对于保证电力系统的正常运行非常重要。
然而,计算变压器参数并不是一件简单的事情,需要借助一定的公式和方法。
本文将推导变压器计算的基本公式,以便为电力工程设计提供便利和指导。
一、基本概念和假设1. 互感性:变压器的工作基于互感效应,即通过磁场的变化来传递能量。
互感性的表达式为N1φ1 = N2φ2,其中N1、N2分别为变压器的一次和二次线圈的匝数,φ1、φ2分别为一次和二次线圈的磁通。
2. 理想变压器:假设变压器是理想的情况下,可以得出以下假设公式:- 磁场没有漏磁,即φ1 = φ2;- 电阻和漏电感可以忽略不计。
二、变压器的基本参数1. 变比: 变比表示了变压器一次和二次电压之间的关系。
变比定义为:K = V2 / V12. 系数K的定义中包含了两个重要的量:- 变压器的主磁通率(M)。
主磁通率定义为变压器磁通的比例因子,即φ1 = Mφ2;- 变压器的匝缐比(m)。
匝缐比定义为一次和二次线圈的匝数之比,即m = N1 / N2。
通过将M和m代入K的定义,我们可以得到另一种形式的变比公式:K = M*m三、变压器的基础计算公式1. 一次和二次电流之间的关系:根据理想变压器的假设公式,可以推导出:I1 / I2 = N2 / N1 = 1 / m2. 线圈电压之间的关系:根据理想变压器的假设公式,可以推导出:V1 / V2 = N1 / N2 = m3. 功率之间的关系:根据电力学基本定律,功率等于电压乘以电流。
我们可以得出以下推导:P1 = V1 * I1 = m * V2 * (I2 / m) = P2其中,P1和P2分别为一次和二次侧的功率。
四、变压器额定容量的计算变压器的额定容量是指变压器能够持续运行的功率。
额定容量可以根据以下公式计算:S = k * V * I其中,S为额定容量,k为各种损耗系数,V为标称电压,I为额定电流。
设计推挽式变压器步序推挽式变压器是一种常见的变压器连接方式,通常用于互感器、电力系统、通信系统等场合。
推挽式变压器可以有效提高变压器的效率和稳定性。
下面将对推挽式变压器的步骤进行详细设计。
步骤一:确定变压器参数首先,需要确定推挽式变压器的参数,包括变压器的额定电压、额定功率、额定频率等。
这些参数将直接影响到变压器的设计及后续的操作。
步骤二:设计铁芯根据变压器的参数,设计合适的铁芯,铁芯的设计包括铁芯截面积、铁芯材料选择等。
铁芯的设计要考虑到变压器的负载情况和工作条件。
步骤三:设计绕组根据变压器的参数和铁芯设计,设计合适的绕组。
绕组的设计包括主绕组和副绕组两个部分。
主绕组一般使用导线绕制,绝缘材料的选择需要考虑到绕制方式和变压器额定电压的要求。
步骤四:绕制绕组根据绕组的设计,开始进行绕制工作。
绕制绕组需要使用绝缘绳将导线固定在铁芯上,过程中要为绕组增加合适的绝缘材料。
绕制完成后,进行合适的接线,将主绕组和副绕组与电源和负载连接。
步骤五:进行包装和测试绕制完成后,将变压器进行包装,主要是进行绝缘处理。
绝缘处理包括使用绝缘胶带、绝缘油等材料将变压器的绕组进行保护,防止短路或漏电。
步骤六:进行测试在包装完成后,对变压器进行一系列测试,包括电阻测试、绝缘测试、负载测试等。
通过测试,可以检查变压器的性能是否符合设计要求,保证变压器的安全和稳定运行。
步骤七:安装和调试将变压器安装在合适的位置,根据实际情况进行接线和调试工作。
调试过程中需要逐步调整变压器的参数,确保变压器的输入输出电压符合设计要求,并且没有异常情况发生。
步骤八:运行和维护完成调试后,推挽式变压器可以投入正常运行。
在运行过程中需要做好维护工作,包括定期检查绝缘状况、保持通风良好、定期更换绝缘油等。
同时,根据实际负载情况,调整变压器的输出功率,保证变压器的安全和高效运行。
总结:通过以上的步骤,可以设计和制造出一台可靠的推挽式变压器。
推挽式变压器在电力系统和通信系统中都有广泛的应用,其高效和稳定的特性对于提高设备的性能和减少能源损耗具有重要意义。
供一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)磁通密度磁通密度是磁感应强度的一个别名。
垂直穿过单位面积的磁力线叫做磁通量密度,简称磁通密度,测量主机侧板底部磁通密度它从数量上反映磁力线的疏密程度。
磁场的强弱通常用磁感应强度“B”来表示,哪里磁场越强,哪里B的数值越大,磁力线就越密。
按照国际单位制磁感应强度的单位是特斯拉,其符号为T:磁感应强度还有一个过时的单位:高斯,其符号为G:1 T = 10000 G。
这个符号在技术设施中还广泛使用。
通常条形磁铁两极附近的磁感应强度大约是几十到几百高斯。
在处理与磁性有关问题时,除了要用到磁感应强度外,常常还要讨论穿过一块面积的磁力线数目,称做磁CPU附近磁通密度通量,简称磁通,有Φ 示。
磁通量的单位是韦伯,用Wb表示,以前还有麦克斯韦有Mx表示。
如果磁场中某处的磁感应强度为B,在该处有一块与磁通垂直的面,它的面积为S,则穿过它的磁通量就是Φ = BS式中磁感应强度B的单位是高斯(Gs);面积S的单位是平方厘米;磁通量的单位是麦克斯韦(Mx)。
磁通量的简介公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。
当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*cosθ。
Φ读“fai”四声。
单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m^2;=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。
意义:磁通量的意义可以用磁感线形象地加以说明.我们知道在同一磁场的图示中,磁感线越密的地方,也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方,磁感应强度B 越大.因此,B越大,S越大,穿过这个面的磁感线条数就越多,磁通量就越大.B与S平面不垂直的情况磁通量通过某一平面的磁通量的大小,可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少来形象地说明。
推挽输出变压器的设计(Turner)-第⼆页V1.00译者声明:本⼈仅为业余爱好者,翻译内容也许有误,如有任何建议,请跟帖;此翻译仅作学习⽤途,并为了坛友阅读⽅便做出了些本⼈认为合适的改动;本⼈⽆任何侵犯版权的意图,如作者或任何⼈认为此举不妥,请接受本⼈诚挚的道歉,并会⽴即将其从⽹上删除。
推挽输出变压器设计(于2011年重新编辑)原作者:Turner译者:中泽洋造第⼆页:继续设计OPT-1A1.计算最低铁芯中⼼截⾯积,Afe2.计算铁芯⾆宽,T3.计算理论叠厚,S t?4.确认铁芯⼤⼩5.计算理论初级所需匝数, thN_p6.计算理论初级铜线直径,thP dia7.从漆包线表格选择合适的初级铜线,P dia oa8.计算最⾼安全直流电流,Idc9.计算绕线架内实际长度(即实际窗⼝长度),Bww10.计算理论初级每层匝数11.计算初级层数12.计算实际每层匝数,Np13.计算平均每匝周长14.计算初级铜阻,Rwp15.计算最低屏-屏阻抗RLa-a下的铜损(以%表⽰)16.铜阻⾼于3.0%吗?正⽂(第⼆页)1.计算最低铁芯中⼼截⾯积,Afe⾸先需要确认最低安全屏-屏负载数值,和在此数值下削波的最⼤功率之前我们的计算确定了最低RLa-a是4500Ω,最⼤输出功率为72W计算公式为:A fe=300×√P O注意:此公式由主要变压器的铁芯⾯积公式推导⽽来,原公式为:A fe=√P O(需要注意的是此公式中⾯积4.4单位为英⼨^2)。
这个较⽼的公式是基于磁通量B为1T(或50Hz时为1000⾼斯)的铁芯⽽推导出来的,但⽤于Hi-Fi⾳频输出时我们必须将50Hz的磁通量取值限制为0.5T。
我取这个限制条件,是因为我经过多次尝试发现这公式的计算值适⽤于推挽输出变压器的设计。
所以理论铁芯截⾯积数值为:thA fe=300×√72W=2547mm22.计算铁芯⾆宽,T对于正⽅形铁芯中⼼柱来说,⾆宽=叠厚,也即T=S理论⾆宽thT * 理论叠厚thS = thT mm所以理论上⾆宽和叠厚的公式为:t? S=√=t? T,单位为mm所以OPT-1A的理论叠厚和⾆宽同为:t? T=√Afe=50.46mm此时我们可以在低损耗铁芯规格表⾥选出合适尺⼨的铁芯了:Fig 8(图中英⽂翻译如下)T = ⾆宽L = 窗⼝长度= 1.5 * TH = 窗⼝⾼度= 0.5 * TS = 叠厚(应介于0.5 * T⾄3 * T之间)Afe = 中⼼柱截⾯积= T * SML = 磁路长度= 5.6 * T实际⽓隙= 0.5 * 理论⽓隙(因为磁通路经过⽓隙两次)所有低损耗铁芯的其他尺⼨都是⾆宽的函数对于交错铁插芯的变压器来说,⽓隙为0低损耗铁芯的⾆宽⼀般有20mm,25mm,28mm,32mm,38mm,44mm,50mm,62.5mm注意:理论计算的⾆宽为50.45mm,所以选⽤50mm⾆宽的铁芯是适合的。
开关电源原理与设计连载28 整流输出推挽式变压器开关电源陶显芳整流输出推挽式变压器开关电源,由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,推挽式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波就可以达到非常小。
图1-30是桥式整流输出推挽式变压器开关电源工作原理图,除了整流滤波电路以外,其余部分电路的工作原理基本与图1-27相同。
桥式整流电路由D1、D2、D3、D4组成,C为储能滤波电容,R为负载电阻,Uo为直流输出电压,Io为流过负载电阻的电流。
图1-31是全波整流输出的推挽式变压器开关电源工作原理图,同样,除了整流滤波电路以外,其余部分电路的工作原理基本与图1-27和图1-30相同。
但开关变压器的次级需要多一个绕组,两个绕组N31、N32轮流输出电压;全波整流电路由D1、D2组成,C为储能滤波电容,R为负载电阻,Uo为直流输出电压,Io 为流过负载电阻的电流。
图1-30与图1-31比较,桥式整流输出的推挽式变压器开关电源比全波整流输出的推挽式变压器开关电源多用两个整流二极管,但全波整流输出的开关变压器又比桥式整流输出的开关变压器多一组次级线圈。
因此,图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源比较适用于输出电流相对较小的情况;而图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源比较适用于输出电流相对较大的情况。
因为,大电流整流二极管成本高,而且损耗功率也比较大。
下面我们来详细分析图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源和图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源的工作原理。
由于图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源或图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源的电压输出电路中都接有储能滤波电容,储能滤波电容会对输入脉动电压起到平滑的作用,因此,图1-30和图1-31中输出电压Uo都不会出现很高幅度的电压反冲,其输出电压的峰值Up基本上就可以认为是半波平均值Upa。
6p3p推挽输出变压器绕制参数6P3P推挽输出变压器是一种常用的音频输出变压器,适用于单端或推挽输出管路。
其绕制参数对于音频放大器的性能有着至关重要的影响。
首先,我们需要了解6P3P管子的特性。
6P3P是一种功率输出电子管,最大静态功率为30W,最大静态电压为300V,最大静态电流为120mA。
在使用6P3P管子时,需要考虑到其特性参数并根据其特性参数进行绕制。
接下来是具体的绕制参数:1.线径:在绕制6P3P推挽输出变压器时,需要选择合适的线径。
一般来说,线径越粗,则可以承受更大的电流和功率,但同时也会增加铜损耗和成本。
因此,在选择线径时需要根据具体情况进行权衡。
一般来说,主要绕制线圈可以采用1.0mm-2.0mm左右的线径。
2.匝数:匝数是影响变压器阻抗和转换比的重要因素之一。
在绕制6P3P推挽输出变压器时,需要根据具体情况确定主副匝数比例。
通常情况下,主副匝数比例为1:3-1:5左右。
3.磁芯:磁芯是变压器的重要组成部分,其材质和形状对变压器的性能有着很大的影响。
在绕制6P3P推挽输出变压器时,常用的磁芯材料有铁氧体、镍铁合金等。
一般来说,使用铁氧体材料可以获得较好的性能表现。
4.绕制方式:在绕制6P3P推挽输出变压器时,需要选择合适的绕制方式。
常用的绕制方式有单层绕制和双层绕制。
单层绕制可以获得较好的高频响应和相位线性度,但同时也会增加交叉耦合和漏感损耗;双层绕制可以减小交叉耦合和漏感损耗,但同时也会降低高频响应和相位线性度。
5.接线方式:在绕制6P3P推挽输出变压器时,需要选择合适的接线方式。
常用的接线方式有并联式、串联式、反向串联式等。
不同的接线方式对于音频放大器的性能有着不同程度的影响。
总之,在设计6P3P推挽输出变压器时,需要综合考虑以上各项绕制参数,并根据具体情况进行选择和权衡,以获得最佳的性能表现。
推挽式开关电源变压器参数的计算
变压器参数包括额定电压、额定电流、变比和功率损耗等。
下面将分别介绍这些参数的计算方法。
1.额定电压
额定电压是指变压器在正常工作状态下允许的最大电压值。
通常根据需要的输出电压来确定额定电压。
2.额定电流
额定电流是指变压器在额定电压下所能承受的最大电流值。
计算额定电流的方法如下:
首先,根据输入电压和输出电压之间的变比关系计算输出电流。
输出电流=输入电压/输出电压
然后,根据该输出电流的数值来选择变压器的额定电流。
3.变比
变比是指变压器的输入电压与输出电压之间的比例关系。
推挽式开关电源变压器通常用于降低电压,因此变比小于1、计算变比的方法如下:变比=输出电压/输入电压
4.功率损耗
功率损耗是指变压器在工作过程中因内部电阻和磁损耗而产生的能量损失。
它通常以功率因数的形式表示。
计算功率损耗的方法如下:
首先,根据变压器额定电流和额定电压,计算输入功率和输出功率。
输入功率=输入电流*输入电压
输出功率=输出电流*输出电压
然后,计算功率损耗。
功率损耗=输入功率-输出功率
5.磁链
首先,根据输入电压和输入电流计算原边磁链。
原边磁链=输入电流/输入电压
然后,根据原边磁链和变比计算副边磁链。
副边磁链=原边磁链/变比
以上是推挽式开关电源变压器参数的计算方法。
根据实际需求,可以按照上述方法来计算并选择合适的参数,以确保变压器在工作过程中能够稳定可靠地运行。
W推挽变压器设计集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-150W 推挽变压器的设计(B m <B s /3,B s =5100G s )1.高频变压器设计的要求:输入电压U in =12V~15.5V输出电压Uo=350V输出功率Po=150W (2倍过载正常工作5s )工作频率fs=50kHz ,工作周期Ts=1/f=20μs效率η=90%Step1.磁芯型号的选取AP=2T TT T T x 108?T ∗T ∗T T ∗T TTT ∗T TT 4式中:Ton=D max xT=0.45x20x10-6s=9x10-6sPo=150W最大工作磁密Bm=Bs/3,Bs=5100Gs,而△B=2Bmη=0.9Kc=1,为铁的填充系数Kwin=0.3,为变压器的窗口填充系数J=300A/cm 2可得:AP=0.98cm 4,AP=AwXAe 。
Aw 为磁芯窗口面积;Ae 为磁芯有效截面积。
考虑EE32型号的磁芯,该磁芯的AP=1.254cm 4,故选取EE32型号的磁芯。
Step2.原副边绕组匝数的确定a .原边绕组匝数: T 1=T TTTTT TT TTT ΔB ∗10−4∗2T T ∗10−4=1.91 选取N1=2.式中:U inmin =12V ,T=20*10-6s ,Dmax=0.45,△B=2*1700Gs,Ae=0.83cm 2b.匝比设变压器原边两绕组匝数均为N1,变压器副边总匝数为N2,则定义匝比为n=N2/N1。
考虑副边整流二极管的导通压降及输出滤波电感的电阻,有n=T T +T T +T TT T TTTTT ∗T TTT ∗12=350+3+0.512∗0.45∗12=32.73(原边两个绕组) 选取n=33,N2=66。
校验实际工作的最大和最小占空比D maxreal ,D minreal 。
在低压输入满载时电路工作在最大占空比:T max TTTT =(T T +T T +T TT )∗0.5T TTTTT ∗T 2/T 1=0.446 在高压输入满载时电路工作在最小占空比:T min TTTT =(T T +T T +T TT )∗0.5T TTTTT ∗2/1=0.346 可见最大和最小占空比都在合适的工作范围内。
用C型铁芯绕制输出变压器,似乎触犯了胆机发烧的大忌。
综观胆机输出变压器的众多论述,笔者没有发现一篇说C型铁芯“好话”的文章。
有文章还特别指出,由于C型铁芯采用高导磁率的冷轧硅钢片,不适宜作输出变压器,应选用E型铁芯,并且还不宜采用有晶粒取向的、高导磁率的冷轧硅钢片。
笔者从上世纪60年代开始装电子管收音机,至今虽已数十载“烧龄”,也从未敢越“雷池”一步。
用C型铁芯制作胆机输出变压器,只是前几年才开始探索。
由于笔者装了几台单端和推挽的发烧胆机,每台调试满意后,就不便再作大改动。
可是每当收集到新的电子管或新线路之后,又想亲自制作体验一番,于是产生了制作一套单端、推挽“通吃”的输出变压器的念头。
经反复研究比较后,先后采用C型铁芯制作了大、小两套输出变压器,经近两年反复装机试听,不管是单端还是推挽,均感到非常满意,现介绍给胆机烧友以期共同探讨。
一、基本构思由于优良的推挽输出变压器需采用分层、分段绕制,在一个线包上分段,使原本并不宽(裕)的窗口更显窄了,每层绕制的匝数很少,窗口利用率非常低,因此漆包线的线径及线圈匝数受到极大的约束,凡绕过的烧友对这一点想必会深有体会。
而C型铁芯线包正好需对称分布在两柱上,窗口宽裕到几乎不受约束,且线圈的串、并联非常方便。
唯一的障碍是当作甲类单端输出时,为避免铁芯直流磁化,需要留0.2 ̄0.3mm气隙(由计算决定),如果从理论和实践上能证明此气隙对作推挽输出影响不大(如果两只推挽管不绝对平衡,同样会产生铁芯磁化现象,而此时有气隙反而更有利),则成功的把握是很大的。
二、模型设计由于输出变压器的计算公式的经验系数均是按E型铁芯给出的,为了少走弯路,笔者首先根据C型铁芯作电源变压器(50Hz)时的功率,换算成同功率的E型铁芯截面积,套用E型铁芯输出变压器的经验系数及公式,以便作进一步的分析。
下面介绍以6P3P双管并联作单端甲类输出和推挽的计算。
1.单端输出铁芯计算最佳屏极阻抗:Rp=4500Ω/2=2250Ω;静态工作电流:Ipo=51mA×2=102mA;变压器最低截止频率:fJ取30Hz;中音频增益与fJ时的增益比值M,取M=3dB(注:fJ和M视发烧友手中铁芯大小和“发烧热度”而定,不在此讨论)。
变压器推挽式功率变换电路是一种常见的电力电子变换器,它通过推挽式的变压器结构实现功率的转换。
以下是这种电路的基本工作原理和特点:
工作原理:
推挽式功率变换电路中,有两个功率开关器件(通常为晶体管或绝缘栅双极晶体管)交替导通,以实现正负脉冲的输出。
变压器则被配置为两个次级线圈,一个正向连接,另一个反向连接。
当一个功率开关器件导通时,相应的次级线圈产生正向电压;而当另一个功率开关器件导通时,相应的次级线圈产生反向电压。
这样,在变压器的输出端就可以得到一个完整的交流电压波形。
电路特点:
1. 推挽式变换器不需要进行磁复位,因为它的两个次级线圈是相互抵消的。
因此,这种变换器的结构相对简单,不需要额外的磁复位电路。
2. 由于变压器是双向工作的,所以它的磁芯利用率相对较高。
这也意味着在同样的功率条件下,推挽式变换器的体积较小。
3. 推挽式变换器的开关频率是单端正激或反激式变换器的两倍,所以其铁芯的磁化特性是双向的。
这使得变压器的设计相对于单端正
激或反激式变换器更为复杂。
4. 推挽式变换器的两个开关管是交替工作的,所以它们的电流应力是平均的。
这使得推挽式变换器在开关管的选择上具有更大的灵活性。
以上就是变压器推挽式功率变换电路的基本工作原理和特点。
在实际应用中,由于其结构简单、效率高、可靠性好等优点,这种电路广泛应用于各种电源供应器和电机控制系统中。
译者声明:本人仅为业余爱好者,翻译内容也许有误,如有任何建议,请跟帖;此翻译仅作学习用途,并为了坛友阅读方便做出了些本人认为合适的改动;本人无任何侵犯版权的意图,如作者或任何人认为此举不妥,请接受本人诚挚的道歉,并会立即将其从网上删除。
推挽输出变压器设计(于2011年重新编辑)原作者:Turner译者:中泽洋造第三页:继续设计OPT-1A1.选取绕组结构Fig 10. 假想的同心绕组变压器的横截面图Table 2, 3, 4, 5, 不同推挽变压器的绕组结构2.选择绝缘层厚度Table 6. 绝缘厚度VS电压3.列出所有绝缘层Fig 11. 带有阴极负反馈绕组的OPT-1A绕制图4.计算初级绕组+绝缘层的总厚度5.计算次级理论最粗线径6.寻找合适的实际次级线径7.计算理论次级每层/段匝数Table. 匝比和阻抗转换比表格8.选择次级分段安排Fig 12,次级分2段Fig 13,次级分3段Fig 14,次级分4段Fig 15,次级分5段Fig 16,次级分6段Fig 17,4A方案细则Table. 匝比和阻抗转换比表格Fig 18,4C方案细则Table. 匝比和阻抗转换比表格Fig 19,4C方案接线细则Fig 20,4A方案接线细则单一输出匝比的方案9.计算次级铜损10.计算总铜损11.计算线包总厚度12.画出绕制安排的草图Fig 21,OPT-1A,超线性接法方案Fig 22,OPT-1A,负反馈绕组方案Fig 23,OPT-1A,绕制方案13.计算适中屏-屏阻抗RLa-a时的铁芯低频饱和频率有许多注意点和计算公式15.在推挽变压器中加入部分气隙、Fig 25,气隙的影响16.计算漏感漏感够低了吗?检查的2种方法17.计算分布电容。
12步的检测方法,有许多注意点和计算公式。
正文(第三页)30.选取绕组结构对于很多没有多少绕制宽频变压器经验的读者和设计者们来说,选取何种绕组结构绝对是一个千古难题。
推挽式高频变压器设计在推挽式高频变压器设计中,需要考虑以下几个主要因素:变压器的芯材选择、匝数比和磁路设计、绕组设计、以及电源和负载的匹配。
首先,选择合适的芯材对于推挽式高频变压器的设计至关重要。
常见的芯材有软磁材料,如硅钢片和铁氧体等。
硅钢片具有低磁滞损耗和低涡流损耗的特性,适用于高频应用。
铁氧体材料具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗,适用于高频应用。
根据具体的设计要求,选择合适的芯材以实现较高的能量传输效率。
其次,匝数比和磁路设计是推挽式高频变压器的关键。
匝数比决定了输入和输出电压的关系,常见的匝数比有1:1、1:2等。
磁路设计要考虑到电流的传输和磁感应强度的分布。
通常,采用高磁导率的材料作为磁路,以减小能量损耗。
绕组设计是推挽式高频变压器设计中的重要环节。
绕组的设计要考虑到电流的传输和匹配。
同时,绕组应具有良好的绝缘性能和散热性能,以保证安全可靠的工作。
绕组的制作过程中,要注意导线的截面积和长度,以实现低电阻和低损耗。
最后,电源和负载的匹配是推挽式高频变压器设计中的关键因素。
电源的输出和负载的需求应相匹配,以实现最大的能量传输效率。
同时,根据负载的特性和要求,可以采用不同的控制方式,如PWM控制、谐振控制等。
在进行推挽式高频变压器设计时,应首先确定设计要求和参数,如输入和输出电压、功率、频率等。
然后进行芯材选择、匝数比和磁路设计、绕组设计以及电源和负载的匹配。
最后,进行实际的制作和测试,以验证设计的可行性和性能。
总之,推挽式高频变压器设计需要综合考虑芯材选择、匝数比和磁路设计、绕组设计以及电源和负载的匹配等多个因素。
通过合理的设计和制作,可以实现高效、稳定和可靠的能量传输。
推挽输出变压器的设计(Turner)-第四页V1.00译者声明:本⼈仅为业余爱好者,翻译内容也许有误,如有任何建议,请跟帖;此翻译仅作学习⽤途,并为了坛友阅读⽅便做出了些本⼈认为合适的改动;本⼈⽆任何侵犯版权的意图,如作者或任何⼈认为此举不妥,请接受本⼈诚挚的道歉,并会⽴即将其从⽹上删除。
推挽输出变压器设计(于2011年重新编辑)原作者:Turner译者:中泽洋造第四页:有次级抽头的变压器47.次级抽头法48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数Fig 26,输出功率曲线(三个不同次级匝数)阻抗匹配49.计算次级可⽤窗⼝厚度50.计算次级理论最⼤线径决定次级每段的层数计算线圈总厚度Fig 27. OPT-1BTS的绕制⽅案结论与4个最佳补救⽅案Fig 28. OPT-1ATS的绕制⽅案51.计算适中负载时的总铜损52.对⽐次级抽头与不抽头时的铜损53.对⽐抽头与不抽头⽅案的漏感54.抽头变压器的分布电容正⽂(第四页)47.次级抽头法采⽤次级抽头适应不同扬声器阻抗的变压器在此编号为OPT-1ATS,同样⽤于⼀对6550或KT88的推挽输出级,屏压500V,静态屏流为每管50mA,所有⼯况都与OPT-1A变压器的相同。
除了使⽤分段次级,通过排列组合得出合适阻抗变⽐之外,我们还可以在次级抽出不同的抽头来适应不同扬声器阻抗,此时便不需要⽤烙铁来改变输出端⼦的额定阻抗了。
此时变压器除了次级线圈两端之外可以抽出两个左右的抽头,⼀共四条输出线连⾄输出端⼦上,⽽输出端⼦⼀般标为Common / 0V,4Ω,8Ω,16Ω。
不少放⼤器只有Com,4Ω,8Ω三个端⼦。
注意:铁芯⼤⼩和初级匝数会与OPT-1A完全相同。
48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数OPT-1ATS的初级匝数与OPT-1A相同,都是2320TOPT-1ATS有四个扬声器输出端⼝,其中⼀个是Com端,与地线相连。
其他3个端⼦是4Ω,8Ω和16Ω端⼦。
有抽头的次级是⼀个不可调整的次级,多段次级都有相同位置的多个抽头,最后并联以获得合适的扬声器阻抗匹配。
推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反,因此,推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外,推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应,因此,变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式,如:交流输出、整流输出、直流稳压输出,等工作模式,各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁,变压器铁心的磁感应强度B,可从负的最大值-Bm,变化到正的最大值+Bm,因此,推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍,并且不容易出现磁通饱和现象。
推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙,因此,变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多,这样,推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少,使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。
推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同,只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。
对于具有双向磁极化的变压器铁心,其磁感应强度B的取值范围,可从负的最大值-Bm 变化到正的最大值+Bm。
关于开关电源变压器的计算方法,请参考前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。
根据(1-95)式:(1-150)式和(1-151)式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中,N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui 为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压,单位为伏;τ= Ton,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒);F为工作频率,单位为赫芝,一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下,其伏秒容量必须相等,因此,可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和τ取值要预留20%左右的余量。
推挽式变压器设计步序1.确定设计需求:首先,需要明确设计变压器的基本参数,例如输入电压和输出电压的大小、额定功率、频率等。
2.计算变压器的转比:根据变压器的输入电压和输出电压,可以计算出变压器的转比。
转比可以通过公式Np/Ns=Vp/Vs来计算,其中Np和Ns分别为一次和二次线圈的匝数,Vp和Vs分别为一次和二次电压。
3.选择磁芯材料:根据设计需求和转比计算结果,选择合适的磁芯材料。
常见的磁芯材料有硅钢片和铁氧体等。
选择合适的磁芯材料可以提高变压器的效率和性能。
4.计算线圈匝数:根据转比和磁芯材料的特性,计算一次和二次线圈的匝数。
匝数的选择一般需要考虑磁流密度、绕线空间、功率损耗等因素。
5.设计线圈结构:根据计算得到的线圈匝数和磁芯尺寸,设计线圈的结构。
线圈可以采用多层或单层绕线方式,根据需求选择合适的线径和绕线方法。
6.计算磁路参数:根据磁芯材料和线圈结构,计算磁路的重要参数,例如磁感应强度、总磁通和磁线圈电压等。
这些参数可以帮助确定磁芯和线圈尺寸,以及确保变压器的正常工作。
7.选择绝缘和冷却材料:为了提高变压器的绝缘能力和散热效果,需要选择合适的绝缘和冷却材料。
常见的绝缘材料包括绝缘纸和绝缘漆等,常见的冷却材料包括散热片和散热器等。
8.进行热设计:根据变压器的功率和工作条件,进行热设计,以确定变压器的散热能力。
这可以通过计算变压器的额定温升和选择散热装置来实现。
9.进行效率和损耗分析:根据变压器的设计参数和工作条件,进行效率和损耗分析。
这可以帮助优化变压器的结构和性能,以提高其工作效率。
10.进行电磁和热演算:最后,使用电磁和热演算软件对变压器进行模拟分析,以验证设计的正确性和评估其性能。
总之,推挽式变压器设计需要综合考虑电路参数、磁芯材料、线圈结构、绝缘和冷却等多个因素,通过计算、分析和模拟等方法进行优化和验证,以确保设计出满足要求的高性能变压器。
这些步骤的具体顺序和方法可以根据实际情况进行调整和改进。
开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1一、开关电源原理与设计开关电源是一种通过开关器件(如晶体管、MOSFET、IGBT等)对直流电压进行开关切换的电源。
其工作原理是通过将交流电源转换为高频脉冲信号,再经过整流和滤波电路获得所需的直流输出电压。
相比传统的线性电源,开关电源具有体积小、效率高和稳定性好等优点,因而得到了广泛应用。
开关电源主要由输入电路、开关控制电路和输出电路三部分组成。
输入电路主要用于将交流电源转换为直流电源,开关控制电路用于控制开关器件的开关状态,输出电路则用于将开关器件输出的高频脉冲信号转换为所需的直流输出电压。
二、推挽式变压器开关电源推挽式变压器开关电源是一种常用的开关电源结构,其主要特点是采用推挽式变压器来实现输入电流的隔离和输出电压的变换。
1.输入电路推挽式变压器开关电源的输入电路一般包括输入滤波电路、整流电路和功率因数校正电路。
(1)输入滤波电路:输入滤波电路主要用于对输入电压进行滤波,以消除输入电压的高频噪声和干扰,提供稳定的直流电压给整流电路使用。
(2)整流电路:整流电路一般采用全波整流或桥式整流电路来将交流电源转换为直流电源。
全波整流电路通过二极管桥将输入交流电压转换为脉冲电压,而桥式整流电路则可以实现更高的整流效率。
(3)功率因数校正电路:功率因数校正电路主要用于改善开关电源的功率因数,以降低对电网的污染。
常用的功率因数校正技术有桥式整流功率因数校正和直流并联功率因数校正。
2.开关控制电路开关控制电路主要用于控制开关器件的开关状态,以实现开关电源的输出调节和保护功能。
(1)PWM控制技术:PWM控制技术通过调节开关器件的导通时间和截止时间来实现对输出电压的调节,以达到恒定输出电压的目的。
常用的PWM控制技术有固定频率PWM控制和可变频率PWM控制。
(2)反馈控制技术:反馈控制技术通过将输出电压与参考电压进行比较,产生误差信号并经过PID控制后调节PWM信号的占空比,以实现对输出电压的精确调节。
推挽式变压器设计前言推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法,这两种设计方法都是以几何参数进行设计,主要区别在于,KG 法是AP的基础上考虑了电压调整率,即加入电压调整率参数。
下面是两种方法设计流程:第一:计算视在功率:PT=Po(1+1/G)1.414式中的PT 是视在功率,Po是输出功率,G是变压器的能量传递效率,第二:计算KE:KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4式中Kf是波形因素,方波为4,正弦波为4.44,Fs是开关频率,Bw磁通密度。
第三:计算KG:KG=PT/2aKe式中a 是电压调整率磁环KG用以下公式进行计算:KG=Ae^2AwKo/MLT式中的Ae是芯的有限面积,Aw 是芯环的有限面积,MLT是每匝线圈的长度。
第四:根据KG值选择磁环的大小。
第五:计算AP:如果是KG法设计变压器,不用这一步。
AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x式中Ko是变压器窗口使用系数。
Kj是电流密度比例系数,X 是磁芯类型常数第六:根据AP值选技磁环的大小,如果是使用KG法,不用这一步。
第七:计算原边线圈数:NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe式中的NP为原边线圈数,Vs是最小输入电压。
第八:计算原边峰值电流Ip=Po/VsG第九:计算电流密度:J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp第十:计算原边线圈的线经:Axp=Ip/J如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。
公式如下:Axp=0.707Ip/J第十一:根据Axp值选择导线规格:第十二:计算原边线圈阻值:Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6第十三:计算铜损:Pcup=IpRp第十四:计算副边线圈数:Ns=(V oNp/Vs)(1+a/100);第十五:计算副边线圈线经:Axs=Io/J式中的Io的是输出电流:如果是全波整流,需要按0.707折算。
Axs=Io x 0.707 / J第十六:根据Axs值选择副边线圈的导线规格。
推挽全桥双向直流变换器的研究1 引言随着环境污染的日益严重和新能源的开发,双向直流变换器得到了越来越广泛的应用,像直流不停电电源系统,航天电源系统、电动汽车等场合都应用到了双向直流变换器。
越来越多的双向直流变换器拓扑也被提出,不隔离的双向直流变换器有Bi Buck/Boost、Bi Buck-Boost、Bi Cuk、 Bi Sepic-Zeta;隔离式的双向直流变换器有正激、反激、推挽和桥式等拓扑结构。
不同的拓扑对应于不同的应用场合,各有其优缺点。
推挽全桥双向直流变换器是由全桥拓扑加全波整流演变而来。
推挽侧为电流型,输入由蓄电池供给,全桥侧为电压型,输入接在直流高压母线上。
此双向直流变换器拓扑适用在电压传输比较大、传输功率较高的场合。
本文分析了推挽全桥双向直流变换器的工作原理,通过两种工作模式的分析,理论上证明了此拓扑实现能量双向流动的可行性,并对推挽侧开关管上电压尖峰形成原因进行了分析,提出了解决方法,在文章的最后给出了仿真波形和实验波形。
2工作原理图1为推挽全桥双向DC/DC变换器原理图。
图2给出了该变换器的主要波形。
变换器原副边的电气隔离是通过变压器来实现的,原边为电流型推挽电路,副边为全桥电路,该变换器有两种工作模式:(1)升压模式:在这种工作模式下S1 、S2 作为开关管工作; S3,S4 ,S5 ,S6 作为同步整流管工作,整流方式为全桥整流,这种整流方式适用于输出电压比较高,输出电流比较小的场合。
由于电感L 的存在 S1、S2 的占空比必须大于0.5。
(2)降压模式:在这种工作模式下 S3, S4, S5,S6 作为开关管工作,S1 、S2 作为同步整流管工作,整流方式为全波整流。
分析前,作出如下假设:所有开关管、二极管均为理想器件;所有电感、电容、变压器均为理想元件;,;2.1升压工作模式在升压工作模式下,原边输入为电流型推挽电路,副边输出为全桥整流电路。
S1 ,S2 作为开关管工作,S3 , S4, S5,S6 作为同步整流管工作。
推挽式变压器设计
前言
推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法,这两种设计方法都是以几何参数进行设计,主要区别在于,KG 法是AP的基础上考虑了电压调整率,即加入电压调整率参数。
下面是两种方法设计流程:
第一:计算视在功率:
PT=Po(1+1/G)1.414
式中的PT 是视在功率,Po是输出功率,G是变压器的能量传递效率,
第二:计算KE:
KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4
式中Kf是波形因素,方波为4,正弦波为4.44,Fs是开关频率,Bw磁通密度。
第三:计算KG:
KG=PT/2aKe
式中a 是电压调整率
磁环KG用以下公式进行计算:
KG=Ae^2AwKo/MLT
式中的Ae是芯的有限面积,Aw 是芯环的有限面积,MLT
是每匝线圈的长度。
第四:根据KG值选择磁环的大小。
第五:计算AP:如果是KG法设计变压器,不用这一步。
AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x
式中Ko是变压器窗口使用系数。
Kj是电流密度比例系数,X 是磁芯类型常数
第六:根据AP值选技磁环的大小,如果是使用KG法,不用这一步。
第七:计算原边线圈数:
NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe
式中的NP为原边线圈数,Vs是最小输入电压。
第八:计算原边峰值电流
Ip=Po/VsG
第九:计算电流密度:
J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp
第十:计算原边线圈的线经:
Axp=Ip/J
如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。
公式如下:
Axp=0.707Ip/J
第十一:根据Axp值选择导线规格:
第十二:计算原边线圈阻值:
Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6
第十三:计算铜损:
Pcup=IpRp
第十四:计算副边线圈数:
Ns=(V oNp/Vs)(1+a/100);
第十五:计算副边线圈线经:
Axs=Io/J
式中的Io的是输出电流:如果是全波整流,需要按0.707折算。
Axs=Io x 0.707 / J
第十六:根据Axs值选择副边线圈的导线规格。
第十六:计算副边线圈电阻:
Rs=Ns MLT UR/CM x 10^-6
第十七:计算副边铜损:
Pcus=IoRs
第十八:计算总的铜损:
Pcu=Pcup+Pcus
第十九:检验电压调整率:
a =(Pcu x 100)/Po
第二十:计算满足效率下的总损耗:
Pc=Po/G-Po
第二十一:计算允许的铁损:
Pfe=Pc-Pcu
第二十二:根据线路计算实际发生损耗:
W/kg=0.165 x 10^-3Fs^1.41Bw^1.77
第二十三:计算实际铁损:
Pfes=W/kg Wtfe
式中Wtfe是单位内的铁损:
第二十四:根据实际铁损值和允许铁损值检验铁损是否达标:第二十五:计算单位面的损耗:
Q=(Pcu+Pfes)/As
式中As是磁环总面积。
第二十六:根据设计数据检验总体设计是否达标。