高频变压器的安规设计基本要求
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变压器安规结构要求变压器是电力系统中非常常见和重要的设备之一,用于将电网的高压电能转换为适用于家庭、企事业单位的低压电能。
由于其特殊的工作环境和高压电能的传输,变压器的安规结构至关重要。
本文将详细介绍变压器安规结构的要求。
1.外壳材料:变压器的外壳通常采用铁皮或不锈钢材料制成,以确保良好的机械强度和耐腐蚀性。
2.内部隔离:变压器的内部应有清晰的隔离,确保其高压部分与低压部分完全隔离,以避免电击危险。
在变压器内部,高压绕组和低压绕组之间通常会有隔板进行隔离。
3.绝缘材料:变压器内部的电绝缘材料应具有良好的绝缘性能,耐高温、阻燃和耐黄变等特点。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆、绝缘胶带等。
4.绝缘涂层:变压器的外表面应涂有绝缘涂层,以增加绝缘强度和防腐蚀性能。
常见的绝缘涂层材料有绝缘漆、环氧树脂等。
5.接地保护:变压器应具备良好的接地保护,以提供过电压保护和防止漏电危险。
变压器的低压侧和中性点通常接地,采用导电性能好的铜杆进行接地。
6.冷却系统:变压器会产生大量热量,因此应有良好的冷却系统来保持其正常运行温度。
常见的冷却系统有自然通风冷却和强制通风冷却。
7.避雷器:由于变压器工作在高压环境下,为了防止雷击,需要在变压器的高压侧安装避雷器,将雷击电流引至接地。
8.保护装置:变压器应具备过载保护、短路保护、欠压保护等功能的保护装置。
这些保护装置能够在异常情况下自动切断电源,保护变压器和电力系统的安全运行。
9.标识标牌:变压器上应有清晰的标识标牌,包括型号、额定电压、额定电流、制造商等信息,以便维修和检查。
10.维护和保养:变压器的安规结构还应包括方便维护和保养的设计。
例如,变压器内部需要留有足够的空间,方便维修人员进行检查和更换零部件。
综上所述,变压器的安规结构要求包括外壳材料、内部隔离、绝缘材料、绝缘涂层、接地保护、冷却系统、避雷器、保护装置、标识标牌和维护保养等。
这些要求旨在确保变压器在常规工作和异常情况下的安全可靠运行,保护电力系统的稳定供电。
变压器技术设计规范方案要求一、引言变压器是电力系统中的重要组成部分,用于将交流电能进行功率转换和电压变换。
为了保证变压器的正常运行和安全性,需要制定相应的技术设计规范方案。
本文将针对变压器技术设计规范方案进行详细论述。
二、总体要求1.变压器技术设计应符合国家和行业相关标准,如GB1094《电力变压器》和GB/T6451《变压器技术条件》等。
2.设计方案要满足实际工程需求,并在技术和经济上达到最佳匹配。
3.设计方案应注重环保和能源节约,提高变压器的能效比。
三、设计原则1.合理选用变压器的铁心和线圈材料,以保证较高的能量转换效率。
2.变压器的额定容量和最大容量应根据负载需求、过载能力和故障时的短路电流进行合理选择。
3.变压器的绝缘结构应具有良好的耐电压能力和散热性能,以确保变压器在额定工作条件下的可靠运行。
四、技术要求1.变压器的温升应符合相关标准要求,在额定负载条件下不超过限定温升值。
2.变压器的绝缘电阻应符合标准要求,并且应保持足够的安全裕度。
3.变压器的短路阻抗应满足配电系统的要求,以确保系统在短路故障时能够快速响应,限制故障电流。
4.变压器的空载电流应控制在合理范围内,以降低线路损耗和能源浪费。
5.变压器的噪声水平应符合国家标准,以保证正常运行不对周围环境造成过大影响。
五、安全要求1.变压器的外壳结构应具有良好的绝缘性能和防护等级,以防止触电和外界环境对变压器的损害。
2.变压器应具备过载保护、短路保护和温度保护等功能,以及相关的报警和监控系统。
3.变压器的绝缘结构应满足安全间距和安全距离的要求,避免发生电弧和漏电事故。
六、测试与验收1.变压器设计完成后,应进行各项试验和检测以验证设计方案的可行性和合格性,如绕组电压试验、短路阻抗测定、负载试验等。
2.变压器的安装、调试和运行过程中,应制定相应的验收标准和程序,确保变压器满足规定的技术要求和性能指标。
七、总结变压器技术设计规范方案是保证变压器安全可靠运行的重要保障。
高频变压器安规介绍pptxx年xx月xx日•变压器安全概述•高频变压器安规要求•高频变压器安全应用•高频变压器安全风险目•高频变压器安全检测•高频变压器安全培训录01变压器安全概述变压器的安全问题变压器过热由于线圈电流过大或磁芯损耗等因素导致变压器温度升高,可能引发火灾等安全问题。
变压器电磁辐射由于变压器工作过程中产生交变磁场,可能对周围环境和人体健康造成影响。
变压器安全距离不足变压器与周围物体距离过近,可能导致电击等危险。
变压器安全标准与规范国际电工委员会(IEC)标准IEC 60076-1标准对电力变压器安全性能和试验方法做出了具体规定。
要点一要点二国家标准(GB)我国根据IEC标准制定了相应的国家标准,如GB 1094.1-2008等。
行业标准为确保变压器安全,各行业也制定了一系列相关标准,如DL/T 1308-2013等。
要点三高频变压器的安全特点高频变压器产生的磁场和电场强度较大,对周围环境和人体健康可能产生一定影响。
高频变压器的绝缘材料和结构对其安全性能具有重要影响,需特别关注其耐压能力和温升情况。
高频变压器具有更高的效率和节能优势,但同时其安全风险也更高。
02高频变压器安规要求高频变压器安全规定了解高频变压器的安全规定是确保设备安全运行和人员安全的必要条件。
熟悉高频变压器安全法规和标准,如国家电气安全法规和电磁辐射标准等。
掌握变压器的安全使用方法和注意事项,包括使用环境、使用方法、异常情况处理等。
高频变压器安全设计高频变压器安全设计应遵循结构简单、易于维护和更换的原则。
针对不同的应用场景和使用环境,设计符合规范的变压器,确保设备的稳定性和安全性。
在设计中考虑到异常情况下的保护措施,如过载、短路、过压等异常情况的处理和保护。
高频变压器安全认证高频变压器必须通过相关的安全认证,以确保其符合国家安全标准和国际电工委员会(IEC)标准。
熟悉常见的安全认证标准,如中国国家强制性产品认证(CCC)、国际电工认证(CE)等。
高频变压器设计规范目录1.目的 (2)2.适用范围 (2)3.引用/参考标准或资料 (2)4.术语及其定义 (2)5.规范要求 (2)6.附录 (12)1.目的为了实现高频变压器设计的标准化,为我司工程师在设计变压器过程中提供参考,特制订此规范。
2.适用范围本规范适用于公司所有正激变压器及反激变压器的设计。
3.引用/参考标准或资料无。
4.术语及其定义正激变压器:因其初级线圈被直流电压激励时,次级线圈正好有功率输出而得名。
反激变压器:又称单端反激式变压器或Buck-Boost转换器。
因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。
5.规范要求5.1高频变压器磁芯材料与几何机构在大多数开关电源的高频变压器中,常用的软磁材料有铁氧体,铁粉芯,恒导合金,非晶态合金及硅钢片。
主要应用软磁材料四个特性:磁导率高、矫顽力小及磁滞回线狭窄、电阻率高、具有较高饱和磁感应强度。
现我司高频变压器通常采用锰锌铁氧体材料。
磁芯厂家都生产了一系列不同材质的磁芯,各厂家有自己的命名规范。
以常用的PC40(TDK命名规范)材质为例,东磁表示为DMR40,天通则表示为TP4,实际性能差异几乎可忽略不计。
通常我们关注的磁芯参数主要有初始磁导率,饱和磁通密度Bs,剩磁Br,矫顽力Hc,功耗Pv,居里温度Tc,在高频变压器的设计以及日后应用过程中,这些参数往往起到非常重要的作用。
图1所示各种磁芯的几何形状有EE型、ETD型、PQ型等多种。
EE型、ETD型、PQ型也是我司高频变压器设计时通常采用的磁芯结构。
每种规格磁芯对应多种尺寸可供选择。
一般每种类型及尺寸的磁芯,其对应的骨架是一定的,变动一般在于pin数和pin针间距的不同,设计者可根据实际应用需求选择,也可以联系骨架厂商进行开模定制。
图5.1 各种几何结构的变压器磁芯图1 磁芯的几何形状5.2高频变压器常用材料介绍上节主要介绍了高频变压器的磁芯特性及结构,除此以外,要构成一个完整的高频变压器,主要材料还有:导线材料,压敏胶带,骨架材料。
高频变压器的安规要求引言:高频变压器是一种用于变换交流电压或电流的电气设备,广泛应用于电力系统、通信设备、电子设备等领域。
为了确保高频变压器的安全运行和使用,世界各国都制定了一系列的安规要求。
本文将重点介绍高频变压器的安规要求,包括电气安全、电磁兼容性和环境保护等方面。
一、电气安全要求:1. 绝缘强度:高频变压器在工作过程中需要承受较高的电压和电流,因此绝缘强度是一个重要的安规要求。
高频变压器的绝缘材料应具有足够的耐压能力,以确保不会发生绝缘击穿的情况。
2. 接地保护:高频变压器应具备良好的接地保护措施,以防止因接地故障而导致的电击、火灾等事故。
接地电阻应符合国家、地区或行业的规定要求。
3. 温度控制:高频变压器在工作时会产生一定的热量,所以温度控制是一个重要的安规要求。
变压器的温升应在规定范围内,以防止过热引发火灾等危险。
4. 过载保护:为了防止高频变压器因长时间过载而损坏,需要配置适当的过载保护装置。
这可以是熔断器、热保护开关等,以保护变压器的正常运行。
二、电磁兼容性要求:1. 抗干扰能力:高频变压器应具备一定的抗干扰能力,不受外界电磁场干扰而导致工作异常。
变压器的线圈和结构应设计合理,以减小对外界电磁场的敏感性。
2. 辐射干扰:高频变压器在工作时会产生一定的辐射电磁场,需要符合国家或地区对于辐射干扰的规定。
这可以通过合理的屏蔽设计和滤波器等措施来实现。
3. 互容性:高频变压器与其他电气设备之间应具备良好的互容性,以确保不会相互干扰。
这需要通过设计合理的输入输出接口、防雷措施等来实现。
三、环境保护要求:1. 材料选择:高频变压器的材料应符合环保要求,不含有对人体或环境有害的物质,如铅、汞、镉等。
这可以通过选择符合环保标准的材料来实现。
2. 节能设计:高频变压器在设计中应考虑节能性能,减少能源消耗。
这可以通过降低变压器的损耗、提高效率等方式来实现。
3. 废弃物处理:高频变压器在报废后应进行正确的废弃物处理,以减少对环境的污染。
东莞市X X科技股份有限公司东莞市X X电子有限公司文件名称:高频变压器设计规范档编号:R&D-OD-030版本:A0生效日期:2015-01-21档正式审批编制部门编制审核批准标准化研发部东莞市X X科技股份有限公司东莞市X X电子有限公司文件编号R&D-OD-030版次A工作文件修订码0生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码2/76修订页修订码修订内容修订确认修订日期全部0第一次发行焦平2015/01/21相关部门会签:部门意见签名日期部门意见签名日期生产技术部品质部人力资源部生产部研发工程部财务部文控中心销售部采购部物控部总经办仓储部本文件盖红色“受控档”印章,随时保持最新版本;未经总经理批准,不得外借、复印或用于其他目的。
文件发行印章工作文件生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码3/761.0目的本规范用于指导变压器工程师根据开关电源产品的功能、环境条件和载荷条件及用户的特殊要求进行变压器设计,保证开发设计出的产品符合市场需求,满足客户的要求,同时具有合理的工艺性、良好稳定的质量,适合本公司生产,提高工作效率,具有较高的性价比。
2.0适用范围适用于研发部所有开关高频变压器设计工作。
3.0定义变压器的功能:电压变换;电流变换,阻抗变换;隔离;稳压4.0职责高频工程师按照本“高频变压器设计规范”进行设计。
5.0流程图工作文件生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码4/766.0设计举例6.1相关规格取得例:60watts ADAPTER POWER MAIN X'FMRINPUT:90~264Vac47~63HZ;OUTPUT:DC19V0~ 3.16A;Vcc=12VDC0.1Aη≧0.83;f s=70KHZ;Duty cylce over50%△t≦40o(表面)@60W;X'FMR限高21mm.CASE Surface Temperature≦78℃.Note:Constant Voltage&Current Design(UC3843AD)6.2选择CORE材质,确定△B本例为ADAPTER DESIGN,由于该类型机散热效果差,故选择CORE材质应考量高Bs,低损耗及高μi材质,结合成本考量,在此选用Ferrite Core,以TDK之PC40or PC44为优选,对比TDK DATABOOK,可知PC44材质单位密度下铁损Pcv明显低于PC40,最后确定应用PC44材.相关参数如下:μi=2400±25%Pvc=300KW/m2@100KHZ,100℃Bs=390mT Br=60mT@100℃Tc=215℃为防止X'FMR出现瞬态饱和效应,此例以低△B设计.选△B=60%Bm,即△B=0.6*(390-60)=198mT≒0.2T6.3确定Core Size和Type.6.3.1求core AP以确定sizeAP=AW*Ae=(Pt*104)/(2ΔB*fs*J*Ku)=[(60/0.83+60)*104]/(2*0.2*70*103*400*0.2)=0.59cm4式中Pt=Po/η+Po传递功率J:电流密度A/cm2(300~500)Ku:绕组系数0.2~0.5.6.3.2形状及规格确定.形状由外部尺寸,可配合BOBBIN,EMI要求等决定,规格可参考AP值及形状要求而决定,结合上述原则,查阅TDK之DATA BOOK,可知RM10,LP32/13,EPC30均可满足上述要求,但RM10和EPC30可用绕线容积均小于LP32/13,在此选用LP32/13PC44,其参数如下:Ae=70.3mm2Aw=125.3mm2AL=2630±25%le=64.0mmAP=0.88cm4Ve=4498mm3Pt=164W(forward)6.3.3估算临界电流IOB:本例以IL达80%Iomax时为临界点设计变压器.即:IOB=80%*Io(max)=0.8*3.16= 2.528A6.3.4求匝数比nn=[VIN(min)/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]VIN(min)=90*√2-20=107V =[107/(19+0.6)]*[0.5/(1-0.5)]=5.5≒6匝比n可取5或6,在此取6以降低铁损,但铜损将有所增加.CHECK DmaxDmax=n(Vo+Vf)/[VINmin+n(Vo+Vf)]=6*(19+0.6)/[107+6*(19+0.6)]=0.52工作文件生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码6/766.3.11.4估算铜窗占有率.0.4Aw≧Np*rp*π(1/2dwp)2+Ns*rs*π(1/2dws)2+Nvcc*rv*π(1/2dwv)20.4Aw≧60*2*3.14*(0.35/2)2+10*6*3.14+(0.4/2)2+7*3.14*(0.18/2)2≧11.54+7.54+0.178=19.260.4*125.3=50.1250.12>19.26OK6.3.12估算损耗、温升.6.3.12.1求出各绕组之线长.6.3.12.2求出各绕组之RDC和Rac@100℃6.3.12.3求各绕组之损耗功率6.3.12.4加总各绕组之功率损耗(求出Total值)如:Np=60Ts,LP32/13BOBBIN绕线平均匝长 4.33cm则lNP=60*4.33=259.8cmNs=10Ts则lNS=10*4.33=43.3cmNvcc=7Ts则lNvc=7*4.33=30.31cm查线阻表可知:Φ0.35mm WIRE RDC=0.00268Ω/cm@100℃Φ0.40mm WIRE RDC=0.00203Ω/cm@100℃Φ0.18mm WIRE RDC=0.0106Ω/cm@100℃R@100℃= 1.4*R@20℃求副边各电流值.已知Io= 3.16A.副边平均峰值电流:Ispa=Io/(1-Dmax)= 3.16/(1-0.52)= 6.583A副边直流有效电流:Isrms=√〔(1-Dmax)*I2spa〕=√(1-0.52)*6.5832= 4.56A副边交流有效电流:Isac=√(I2srms-Io2)=√(4.562-3.162)= 3.29A求原边各电流值:Np*Ip=Ns*Is原边平均峰值电流:Ippa=Ispa/n= 6.58/6= 1.097A原边直流有效电流:Iprms=Dmax*Ippa= 1.097*0.52=0.57A原边交流有效电流:Ipac=√D*I2ppa= 1.097*√0.52=0.79A求各绕组交、直流电阻.原边:RPDC=(lNp*0.00268)/2=0.348ΩRpac= 1.6RPDC=0.557Ω副边:RSDC=(lNS*0.00203)/6=0.0146ΩRsac= 1.6RSDC=0.0243ΩVcc绕组:RDC=30.31*0.0106=0.321Ω计算各绕组交直流损耗:副边直流损:PSDC=Io2RSDC= 3.162*0.0146=0.146W交流损:Psac=I2sac*Rsac= 3.292*0.0234=0.253W原边直流损:PPDC=Irms2RPDC=0.572*0.348=0.113W交流损:Ppac=I2pac*Rpac=0.792*0.557=0.348W忽略Vcc绕组损耗(因其电流甚小)Total Pp=0.461W总的线圈损耗:Pcu=Pc+Pp=0.399+0.461=0.86W工作文件生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码7/766.3.12.5计算铁损PFe查TDK DATA BOOK可知PC44材之△B=0.2T时,Pv=0.025W/cm2LP32/13之Ve= 4.498cm3PFe=Pv*Ve=0.025* 4.498=0.112W6.3.12.6Ptotal=Pcu+PFe=0.6+0.112=0.972W6.3.12.7估算温升△t依经验公式△t=23.5PΣ/√Ap=23.5*0.972/√0.88=24.3℃估算之温升△t小于SPEC,设计OK.6.3.13结构设计查LP32/13BOBBIN之绕线幅宽为21.8mm.考量安规距离之沿面距离不小于6.4mm.为减小LK提高效率,采用三明治结构,其结构如下:X'FMR结构:7.0安规介绍与要求7.1安规的意义:7.1.1防人身触电。