RM8高频变压器
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磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯(常用的):锰锌系列,镍锌系列合金类磁芯:铁粉芯,钼坡莫合金根据变压器用途选磁芯:PQ功率磁芯:功率传输变压器,开关电源变压器,滤波电感器,宽频及脉冲变压器,转换电源变压器主要材质:TP3, TP4EP型高导磁芯:主要用于滤波器波形整理,消除杂波,使视频清晰或音频保真根据工作频率,功率大小,电感量大小,安装空间选择磁芯:根据滤波器电感量大小:AL= (L/N2)*1000000 (辿)N2(准确的说法是叫电感系数,他是为了便于开关电源的匝数引入的,(N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数)一般手册上给的是1匝线圈的电感量,有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH 1uH=1nH,nH(纳亨)(不常用)磁芯结构的选择:选择时要尽量降低漏磁和漏感,增加线圈散热面积,有利于屏蔽,线圈绕线容易,装配接线方便。
不同磁芯对变压器的工作影响:的输出功率,并且占用最小的PCB安装空间可以使用一付夹子进行安装固定这种有效的设计也使的磁芯的磁路截面积更加统一,因此这种磁芯结构也使得比其它的磁芯结构设计有更少的工作热点。
EP型磁芯EP型磁芯的圆形中心柱立体形结构,除了与PCB板接触的末端外,完全的把绕组包裹了起来,屏敝非常好这种独特的形状最小化了在两片磁芯装配时接触面形成的气隙的影响,并且提供了一个更大的体积和总的空间利用率的比例。
环形磁芯」:对于制造商来说,环型磁芯是最经济的,在与其可比较的各种磁芯中,它的花费是最低的;由于使用骨架,附加的和组装的费用等于零;适合时可以使用绕线机进行绕制;它的屏敝也是非常不错的。
常用的PQ和EP磁芯参数PQ型磁芯参数:特点:有10种形状构成系列供选用。
为高密度(定义)安装而设计的磁芯形状。
用途:开关电源用变压器,扼流圈等。
TYPE 类型Dimensions规模AP cm4AE mm2磁芯有效截面积AW mm2卷线截面积AL nH/N2 磁芯无气隙时的等效电感LE mm磁路长度VE mm2磁芯体积WT g磁芯重量PQ20/1620.5*8.1*140.291462.0047.003880.0037.402310.0013.00 PQ20/2020.5*10.1*140.408062.0065.803150.0045.702790.0015.00 PQ26/2026.5*10.0*190.7188117.0060.406170.0046.305490.0031.00 PQ26/2526.5*12.3*190.9971118.0084.505250.0055.506590.0036..00 PQ32/2 032*10.27*22 1.3736170.0080.807310.0055.509420.0042.00 PQ32/3 032*15.17*22 2.4086161.00149.605140.0074.6011970.0055.50PQ35/3535.1*17.37*264.3238196.00220.604860.0087.9019260.0073.00PQ40/4 040.5*19.87*286.5526201.00326.004300.00101.9020450.0095.00PQ50/5 050*24.97*3214.2024328.00433.006720.00113.0037238.00195.00 EP型磁芯参数:产品型号TYPE 类型Dimensions 规模AP cm4AE mm2 磁芯有 效截面 积AW mm2 卷线截面积AL nH/N2 磁芯无 气隙时 的等效 电感LE mm 磁路长 度VE mm2 磁芯体积WT g 磁芯重 量EP7 9.4*3.75*6.5 0.0102 10.70 9.50 1120.00 15.50 165.00 0.80 EP10 11.5*5.1*7.6 0.0255 11.30 22.57 1025.00 19.30 215.00 1.10 EP13 12,8*6.5*9.0 0.0456 19.50 23.40 1475.00 24.20 472.00 2.40 EP1718,0*8.4*11.0 0.1210 33.70 35.90 2230.00 29.50 999.00 5.00 EP2024*10.7*150.499778.7063.503950.0041.103230.0016.00AP 法选磁芯:令初次绕组的有效值电压为U 1,初次线圈的匝数为N °,所选磁芯的交流磁通密 度为%c ,磁通量为仍开关周期为T ,开关频率为f ,初次侧电流的波形系数是 勺,磁芯有效横截面积为4有关系式: U = N 皿=N "r/K/ x 10-41「dt 「 T=¥/x 10-4⑴考虑到勺=4k f 关系式之后 波形系数",:\= 4*k(2)k 工 krms 波形因数与:f U ave (3) U^s 采用有效值,采用整流平均值(均绝值)正弦波的有效值为峰值的近倍,整流平均值为峰值的2倍2 1可推导出:FBN s _ us-04(5)设绕组的电流密度为J (400A/cm 2),导线截面积为S=I/J ,高频变压器的窗口 利用系数为勺,初次绕组有效值电流分别为/1,12,绕组面积被完全利用时:(6)A _”x /1+^x /2W 5 J K w /将(4)(5)整理进(7)后得: A_一“1。
平面变压器平面磁芯开发成功,可实现平面化的变压器设计。
由于平面变压器要求磁芯、绕组是平面结构,所以应该采用多层PCB绕组。
现在,已有许多公司开发出了平面变压器,Pulse公司开发出了平面磁性元件,以色列佩顿公司 Payton已开发了Planetics平面变压器,功率由5W到20KW、频率自20KHz到2MHz,效率通常可达98%,是电信、电焊机、计算机和外设、网络、医疗电子、工业控制、安全系统和电子设备的理想选择。
平面变压器的特点是高频,低造型,高度很小而工作频率很高。
变压器是电源中的一个关键元件。
传统的变压器通常由铁氧体磁芯及铜线圈构成,体积庞大而且容易产生电磁干扰。
平面变压器(Planar Transformer)可有效地解决体积及高频问题。
平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组。
平面变压器采用小尺寸的E型、 RM型或环型铁氧体磁芯,通常是由高频功率铁氧体材料制成,在高频下有较低的磁芯损耗;绕组采用多层印刷电路板迭绕而成,绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。
这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容,可满足谐振电路的设计要求。
而且由于磁芯良好的磁屏蔽,可抑制射频干扰。
平面变压器与传统的变压器相比主要有以下特点:(1)高电流密度。
平面变压器的导线实际上是一些平面的导体,因而电流密度大。
(2)高效率。
效率可达98%~99%。
(3)低漏感。
约为初级电感的 0.2% 。
(4)热传导好。
热通道距离短,温升低。
(5)低EMI辐射。
良好的磁芯屏蔽可使辐射降到很低。
(6)体积小。
采用了小型磁芯可相应减小体积。
(7)参数可重复性好。
因为绕组结构固定、预先加工好,所以参数稳定。
(8)工作频率范围宽。
频率可从50 kHz~ 2 MHz。
(9)工作温度范围宽。
工作温度为 -40 ℃~ 130 ℃。
(10)绝缘性好。
平面变压器由导电电路与绝缘片互相重迭构成,从而保证绕组之间、初—次级及次—次级间可达4 kV绝缘隔离。
软磁铁氧体磁芯形状与尺寸原则1软磁铁氧体磁芯形状软磁铁氧体是软磁铁氧体材料和软磁铁氧体磁芯总称。
软磁铁氧体磁芯是用软磁铁氧体材料制成元件或零件,或是由软磁铁氧体材料依照不同形式构成磁路。
磁芯形状基本上由成型(形)模具决定,而成型(形)模具又依照磁芯形状进行设计与制造。
磁芯按磁力线途径大体可分两大类;磁芯按详细形状分,有各种各样。
1.1磁芯按磁力线途径分类磁芯按使用时磁化过程所产生磁力线途径可分为开路磁芯和闭路磁芯两类。
第一类为开路磁芯。
此类磁芯磁路是启动(open magnetic circuits),通过磁芯磁通同步要通过周边空间(气隙)才干形成闭合磁路。
开路磁芯气隙占磁路总长度相称某些,磁阻很大,磁路中某些磁通在达到气隙此前就已离开磁芯形成漏磁通。
因而,开路磁芯在磁路各个截面上磁通不相等,这是开路磁芯特点。
由于开路磁芯存在大气隙,磁路受到退磁场作用,使磁芯有效磁导率μe比材料磁导率μi有所减少,减少限度决定于磁芯几何形状及尺寸。
开路磁芯有棒形、螺纹形、管形、片形、轴向引线磁芯等等。
IEC 1332《软磁铁氧体材料分类》原则中称开路磁芯为OP类磁芯。
第二类磁芯为闭路磁芯。
此类磁芯磁路是闭合(closed magnetic circuits),或基本上是闭合。
IEC 1332称闭路磁芯为CL类磁芯。
磁路完全闭合磁芯最典型是环形磁芯。
此外,尚有双孔磁芯、多孔磁芯等等。
当前大量生产和使用闭路磁芯是组合型闭磁路磁芯,它由二个相似形状尺寸或不同形状尺寸磁芯配对后才干形成闭合磁路,为EE、UU磁芯或EI、UI磁芯。
此类磁芯接触面间也许存在气隙,组合后磁路不一定完全闭合,因而,组合型闭路磁芯有效磁导率基本上等于磁芯材料磁导率,但不完全等于磁芯材料磁导率。
1.2磁芯按形状分类1.2.1中华人民共和国分类及形状符号SJ/T10213-91《铁氧体材料牌号与元件型号命名办法》规定了国内软磁铁氧体磁芯类别及形状符号,见表1。
电源中的磁性元件一般就是指电感与变压器,这里我们这种讨论初次级隔离的变压器,因为这种变压器在开关电源中应用最为广泛。
变压器的作用大致是提供初次级的电气隔离,使输出电压或升或降,传送能量;变压器设计的好坏直接关系到整个电源系统的安规,EMC,效率,温升,输出的电气性能参数,寿命,可靠性,甚至会导致系统的崩溃。
个人感觉变压器的工艺,是个大难题。
特别是漏感和分布电容的不兼容。
楼主能否讲讲升压变压器有何注意的地方。
升压的做过,但经验不多,说说个人的理解,不一定对,权作参考与讨论之用。
升压变压器的难点,楼上已经指出来了,因为绕组的圈数太多,漏感与分布电容很难两全其美;这个时候我觉得应该从以下几个方面着手:1、在选择变压器的时候,如果结构尺寸允许的话,我们尽量选择高长型(立式)或窄长(卧式)型的,因为这种变压器单层绕线圈数多,可以有效降低绕线的层数,增加初次级的耦合,减小层间电容。
2、优化绕线顺序,使初次级能增减耦合面积;曾经用过这种绕法:1/3次级--1/2初级--1/3次级--1/2初级--1/3次级,结果表明此种绕法漏感可以小很多。
当然这种变压器绕制工艺稍显复杂,成本稍高,但还是可以接受。
3、层间电容大家都知道,每层之间加黄胶带,便可减少层间电容。
当然这些措施都是在考虑安规与EMC的情况下,做出的改进;对于升压电源,漏感与层间电容如果处理不好很容易引起振荡,使电源的EMC不好过,效率不高,有时会莫名其妙的炸MOS管(我实际碰到过的情况)。
关于第一条:增加初次级的耦合,可以减小变压器的漏感,但会增加初次级间的分布电容。
老兄最后一句话,太对了。
升压变压器,最难搞的就是漏感和分布电容不好处理,很容易震荡。
兄弟第一条说得很对,如果升压比比较大,应该分槽绕制,这个是减低分布电容的最好办法,大家看一看电视机中的高压包就知道了,黑白电视机输入电压12V,高压应该是在12000左右,没有用倍压整流,一级搞定。
次级估计分槽在十个左右。
怎样绕制高频变压器你如果用EE55等高频磁芯制作高频逆变器, 其中高频变压器的线包绕制最好参考一下电子管音响功率放大器中音频输出变压器的绕制方法.这种变压器因为要在音频20Hz~20KHz范围内力求做到平坦响应,绕法讲究,顶级的电子管音频输出变压器的频响范围甚至做到了10Hz~100KHz,而用的磁芯不过就是高矽硅钢片而已.以大家在坛子中讨论最多也用得最多的“SG3525A(或KA3525A、UC3525)+场管IRF3205(或MTP75N06等)+EE55磁芯变压器”组合为例, 功率可做到500W以上,工作频率一般在20~50KHz.其中的EE55磁芯变压器,大家一般是低压绕组(初级)3T+3T,中心抽头,高压绕组(次级)75T.要制作好它就要注意两点:一是每个绕组要采用多股细铜线并在一起绕,不要采用单根粗铜线,因为高频交流电有集肤效应.所谓集肤效应,简单地说就是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的(实际是越靠近导线中轴电流越弱,越靠近导线表面电流越强).采用多股细铜线并在一起绕,实际就是为了增大导线的表面积,从而更有效地使用导线.例如初级的3T+3T,你如果用直径2.50mm的单根漆包线,导线的截面积为4.9平方毫米,而如果用直径0.41mm的漆包线(单根截面积0.132平方毫米)38根并绕,总的截面积也达到要求.然而,第二种方法导线的表面积大得多(第一种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=2.5×3.14×1×L=7.85L,第二种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=0.41×3.14×38×L=48.92L,后者是前者的48.92L/7.85L=6.2倍),导线有效使用率更高,电流更通畅,并且因为细导线较柔软,更好绕制.次级75T高压绕组用3~5根并绕即可.二是高频逆变器中高频变压器最好采用分层、分段绕制法,这种绕法主要目的是减少高频漏感和降低分布电容.例如上述变压器的绕法,初级分两层,次级分三层三段.具体是:①绕次级高压绕组第一段.接好引出线(头),先用5根并绕次级高压绕组25T,线不要剪断,然后包一层绝缘纸(绝缘纸要薄,包一层即可,否则由于以下多次要用到绝缘纸,有可能容不下整个线包),准备绕初级低压绕组的一半.②绕初级低压绕组的一半.预留引出线(头),注意是预留,因为后面要统一并接后再接引出线,以下初级用“预留”一词时同理.用19根并绕3T,预留中心抽头,再并绕3T,预留引出线(尾),线剪断.在具体操作时这里还有一个技巧,即由于股数多,19股线一次并绕不太方便,扭矩张力也大,就可以分做多次,如这里可分做三次,每次用线6到7股,这样还可绕得更平整.注意三次的头、中、尾放在一起,且绕向要相同.然后又包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第二段.③绕次级高压绕组第二段.将前面没有剪断的次级高压绕组线翻转上来(注意与前面的初级绕组线不要相碰,必要时可用绝缘纸隔开),又并绕25T,注意绕向要与前面的第一段相同,线仍不剪断.又包一层绝缘纸,准备绕初级低压绕组的另一半.④绕初级低压绕组的另一半.再按步骤②同样的方法绕一次初级低压绕组,注意绕向要与前面的一半相同.同样线剪断,包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第三段.⑤绕次级高压绕组第三段.再按步骤③提示的方法绕完剩下的次级高压绕组25T,仍注意绕向与前面的两段相同.接好引出线(尾),线剪断.至此,所有的绕组都绕完了.⑥合并初级低压绕组.将前面两次绕的初级低压绕组,头与头并接,中心抽头与中心抽头并接,尾与尾并接(这样绕组匝数仍是3T+3T,而总的并线为38根),接好引出线,即得到初级低压绕组的头、中、尾三个引出端.最后缠一层绝缘胶带,至此线包制作完成.以上叙述起来显得很复杂,实际熟悉后并不难.按此方法绕制高频逆变器中的高频变压器肯定好用;如果再参考高档电子管音频变压器的对称交叉绕制法,并讲求制作上的精细工艺,只要磁芯适应,工作频率可以提升到100KHz以上. 不过对称交叉绕法最复杂最难搞(绕组分段更细,每一层都对称地分为两组,接法复杂,稍一疏忽大意就会接错绕组中某一段的相位),就不介绍了.为什么有的人做的高频变压器频率总是提不高,功率做不大(做大功率需要提升频率),而且发热严重,就是因为漏感大,分布电容大,高频电流集肤现象严重等等.EE55磁芯尺寸500W半桥式主功率变压器用EE55功率铁氧体磁芯的参数设计及绕组匝数的选取开关电源功率变压器做为开关电源中的核心器件。