4.变压器与电感器的设计要点
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分析高压大功率平面变压器和电感器的优化设计摘要:平面变压器是一种新兴的开关电源产品,其设计合理性能够直接影响到开关电源产品的大小、成本和性能,鉴于此,要想使其在一些大功率开关电源设备中发挥出最大的利用价值,关键任务就是要对当前结构设计较为复杂的大功率平面变压器和电感器进行全面的优化与完善。
本文也会通过相应的仿真模型,来对两者的优化设计进行着重分析,并提出合理的意见和建议,以便有关人士参考。
关键词:平面变压器;电感器;优化设计要点;研究分析前言目前,在高压大功率场合中,大功率平面变压器一般都会根据拓扑电路进行单独设计,而一般的设计方法仅仅是满足电路能正常工作,并不是性价比高的设计,鉴于此,要想改善现状,使大功率平面变压器在高压大功率开关领域中得到更好的应用与发展,当务之急就是要对平面变压器和电压器的结构设计进行全面的优化。
1.高压大功率平面变压器的热仿真及优化设计分析通常,判断平面变压器的设计是否合理,关键任务就是要看其温升是否合理,即变压器的工作温度是否为最佳工作温度。
鉴于此,在对高压大功率平面变压器进行优化设计时,就要采用AnsysWorkbench热仿真软件对平面变压器进行热仿真分析,在这一环节中,首先要根据变压器实物构建一个热仿真模型,如图一所示。
并在模型中输入相应的模型参数,如材料参数、环境参数等,同时还要利用有限元的方法对这些参数进行计算,这样才能在后处理结果中获得变压器的温度参数。
从最终仿真结果来看,平面变压器的绕组温升较低,而磁芯的温升较高,这证明变压器在运行过程中,会产生较大的磁芯损耗。
另外,为了准确计算出变压器的热阻值,还要在热仿真模型中分别将磁芯损耗和绕组损耗设置成唯一的热源,这样能根据模型求解出变压器的热阻值,即根据模型求解结果显示,当变压器在运行期间磁芯温度和绕组温度都高于标准值时,就会产生单磁芯损耗问题;另外,若变压器在工作状态下,仅绕组温度较高,而磁芯温度正常时,会产生单绕组损耗问题,鉴于上述情况,要想得以改善,就要结合热电相似原理,将最大温升带入到热模型中,来对模型中各部分热阻进行计算。
变压器设计及计算要点变压器是一种电力设备,利用电磁感应原理,将交流电能从一个电路转移到另一个电路中去,通过改变电压大小和电流大小来满足不同电气设备的需求。
变压器的设计和计算是为了满足特定的电气设备要求,保证正常运行和安全使用。
以下是变压器设计和计算的要点。
1.确定变压器类型和用途:根据电气设备的需求和要求,确定变压器的类型,如配电变压器、隔离变压器、自耦变压器等。
同时确定变压器的用途,如升压变压器、降压变压器、引出变压器等。
2.确定电气参数:根据电气设备的额定电压和额定电流,以及变压器的应变半径、损耗、效率等要求,确定变压器的电气参数。
主要包括额定容量、额定电压比、额定频率、高压侧和低压侧的额定电压和额定电流等。
3.确定磁路参数:根据电气参数和变压器的设计要求,确定变压器的磁路参数。
主要包括磁通密度、磁路长度、磁路截面积等。
通过计算磁路参数,可以确定变压器的磁密、磁感应强度、磁感抗等。
4.确定绕组参数:根据电气参数和磁路参数,确定变压器的绕组参数。
主要包括高压侧和低压侧的绕组匝数、线圈截面积、铜线直径等。
通过计算绕组参数,可以确定变压器的电阻、感抗、短路电压等。
5.计算铁心大小:根据磁路参数,计算变压器的铁心尺寸。
主要包括铁心的截面积、长度和突出长度等。
通过计算铁心大小,可以确定变压器的铁芯损耗和铁芯饱和磁感应强度。
6.转矩计算:根据电气参数和磁路参数,计算变压器的转矩。
主要包括电磁转矩和机械转矩等。
通过转矩计算,可以确定变压器的起动和运行特性,保证正常的工作和运行。
7.温升计算:根据变压器的负载情况和散热条件,计算变压器的温升。
主要包括铜线温升、铁芯温升和油温升等。
通过温升计算,可以确定变压器的负载能力和使用环境。
8.安全设计:根据变压器的使用环境和负载特性,设计变压器的保护装置和安全措施。
主要包括过载保护、短路保护、漏电保护等。
通过安全设计,可以保证变压器的正常运行和安全使用。
9.绝缘设计:根据变压器的使用环境和绝缘等级,设计变压器的绝缘结构和绝缘材料。
变压器设计及计算要点—蒋守诚—一概述1. 变压器发展史(1) 发明阶段(1831~1885)变压器是利用电磁感应原理来变换电能的设备,故变压器一定在电磁感应原理发现后出现。
1831年英国人法拉第(M.Farady)在铁环上缠绕两个闭合线圈, 在一个线圈中突然接上或断开电池, 另一个线圈所接仪表指针发生偏转, 从而发现电磁感应原理。
1837年英国人曼生(Masson)用薄铁片做电磁线圈的铁心, 从而减少损耗。
1881年法国人爱维(Jaewin) 发现磁滞现象, 美国人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)发现磁滞损耗是磁密的1.6次方成正比例。
1882年英国人格拉特( Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的开路铁心的单相变压器。
同年法栾(S.Z.Ferranti)和汤姆生(A.Tomson) 制成电流互感器。
1884年英国人戈普生兄弟开始采用具有闭合铁心的变压器作照明电源。
1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齐彼尔斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘兹(Ganz)工厂制造一台1400 VA 120 / 72 V 40 Hz单相闭合磁路的变压器。
至1887年底甘兹(Ganz)工厂就生产24台总容量达3000 kVA。
1885年才把这种电器叫做”变压器”。
(2) 完善阶段(1886~1930)1887年英国人配莱(Belry)发明了单相多轭的分布式铁心。
1888年俄国人多利沃—多勃罗沃尔斯基( M.O.Dolivo-Dobrowolsky ) 提出交流三相制。
并于1890年发明了三相变压器。
同年布朗(Brown)又制造出第一台油冷、油绝缘变压器。
1890年德国人威士顿(Wenstrom)做成对称三相铁心。
1891年德国西门子(Siemens Sohucrerf) 做成不对称三相铁心。
美国人斯汀兰(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成单相壳式铁心。
开关电源中变压器及电感设计1开关电源中变压器及电感设计1一、变压器设计1.根据电源输出需求确定变压器的额定功率和工作频率。
2.计算变压器的变比。
变压器的变比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
通常变压器的变比为输入和输出电压之比的倒数,即输出电压/输入电压。
3.根据变比计算次级匝数。
变压器的次级匝数等于输入匝数乘以变比。
4.根据次级匝数计算主绕组匝数。
主绕组匝数等于次级匝数除以变比。
5.计算主绕组和次级绕组的截面积。
主绕组的截面积一般比次级绕组大,以满足输送更大电流。
6.计算铁芯截面积。
铁芯截面积的大小关系到变压器的能量传输效率,一般选择铁芯截面积略大于主绕组的截面积。
7.选择合适的铁芯材料和线材材料。
铁芯材料的导磁性能和线材材料的电阻等参数会影响变压器的损耗和效率。
8.进行变压器的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行变压器参数的计算和仿真,以评估变压器的性能。
9.制作变压器的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装变压器。
10.进行变压器的测试和调整。
使用仪器测试变压器的性能,并根据测试结果调整变压器的参数,以满足设计要求。
二、电感设计1.根据电源输出需求确定电感的额定电流和工作频率。
2.根据电感的额定电流和工作频率计算电感的感值。
电感的感值和额定电流和工作频率之间有一定的关系,可以根据公式进行计算。
3.根据感值计算电感的绕组数。
电感的绕组数决定了电感的电流走向和电感的大小。
4.选择合适的磁芯和线材材料。
合适的磁芯材料和线材材料会影响电感的损耗和效率。
5.进行电感的相关参数计算和模拟。
可以使用相关软件进行电感参数的计算和仿真,以评估电感的性能。
6.制作电感的绕组和组装。
根据计算结果进行绕线并组装电感。
7.进行电感的测试和调整。
使用仪器测试电感的性能,并根据测试结果调整电感的参数,以满足设计要求。
总结:变压器和电感的设计是开关电源设计中关键的一环,直接影响到电源的性能和稳定性。
在设计过程中,需根据电源输出需求确定额定功率和工作频率,并计算变压器和电感的相关参数。
变压器设计及计算要点变压器是电力系统中常见的电气设备,用于改变交流电的电压。
其设计和计算涉及到多个方面的知识和要点。
以下是变压器设计及计算的一些重要要点:1.变压器的基本原理:变压器通过电磁感应原理将一个电路中的交流电能转移到另一个电路中,通过磁场的耦合来改变电压大小。
其基本原理是根据斯托克斯定律,通过互感器将电能从一侧流向另一侧。
2.变压器的基本构成:一个基本的变压器由两个线圈和一个铁芯组成。
一个线圈称为主线圈或一次线圈,另一个称为副线圈或二次线圈。
主线圈的电流产生主磁场,通过磁场的耦合将能量传递到副线圈。
3.变压器的变比:变比指的是输入线圈和输出线圈的匝数比例。
变比决定了输入和输出电压的大小关系。
根据电压的变化关系可分为升压变压器和降压变压器。
4.变压器的额定功率:额定功率是指变压器能够连续工作的最大功率。
额定功率通常以千瓦(kVA)为单位。
变压器额定功率的选择需要考虑到负载的需求以及变压器的散热能力。
5.变压器的铁芯设计:铁芯是变压器中的一个重要组成部分,用于提供磁路。
铁芯的选择和设计需要考虑到磁通密度、使用材料以及铁芯的截面积等因素。
铁芯应尽可能减小磁通的漏磁,以提高变压器的效率。
6.变压器的损耗计算:变压器在工作过程中会有一定的损耗,包括铜损和铁损。
铜损是由于线圈的电阻而产生的,铁损是由于铁芯的剩磁和涡流损耗产生的。
损耗计算是评估变压器效率的重要指标。
7.变压器的效率计算:变压器的效率是指输出功率与输入功率之比。
变压器的效率越高,其能量转换效率越高。
考虑到变压器的损耗和负载功率,可以计算出变压器的效率。
8.变压器的保护与维护:变压器在使用过程中需要进行保护和维护工作,以确保其正常运行和延长使用寿命。
常见的保护措施包括过流保护、过温保护以及绝缘电阻测试等。
9.变压器的温升计算:变压器的温升是指变压器在工作过程中由于损耗而产生的热量,其决定了变压器的散热能力。
通过合理设计和计算变压器的温升,可以确保其正常运行和安全使用。
变压器、电感设计应用常识电感Inductor:一被动元件其作用在抑制电流的变化,电感也常被称为”交流电阻”,其抑制电流变化的功能及以磁场储存能量的能力为电感最有用的特性,电流流经一电感时会产生磁场,而磁场的变化会在发生电流的反方向感应一电压,这种抑制电流变化的特性被称为电感值,由一电流变化而在电感两端产生感应的电压可被定义成:V=L di/dt如此,感应电压正比于电感值及电流变化速率。
线圈Coils:为电感的常用另一名称电感值Inductance:一电路之特性,能抑制流经之电流的改变,一电感之电感值会受磁芯材质、形状、尺寸、绕线圈数及线圈的形所影响,通常用来表示一电感的电感值,其单位为微享利(μH),下列的表格可以用来将电感值的单位换算成微享利,如此,47mH即等于47000μH。
1 henry(H)=109μH 1 millihenry(mH)=103μH1 millihenryμH =1μH 1 nanohenry(nH)=10-3μH通常电感值代码为三位数字表示,前两位数字表示标称电感值有效数字,第三位数字表示0的个数(倍率),如果第三位数是0,则不写;写1,加1个0;是2加两个0,依此类推,“R”表示小数点,标称电感值的单位是:μH。
电感值公差Inductance Tolerance:标准的电感值公差通常以一公差字母来表示,其字母包含:测试频率Test Frequency:用以测量一电感之电感值或品质系数或两者之频率,工业上常使用的测试频率包括:大部份的测试频率是依军规所定制,然而有些测试频率仍和军规有些抵触,现今的趋势是依使用频率作为测试频率,特别是对低感值的电感,这些使用频率并不符合上列表单内的频率。
圈数Number Of Turns:一个高频铁氧体元件的串联阻抗可籍由将导线于铁氧体上绕二或更多的圈数来增加,磁学理论预测元件的阻抗会随圈数的平方而增加,然而,因为用于电磁干扰抑制的铁氧体磁芯的损耗及其非线性的本质,一个绕二圈导线的铁氧体磁芯的阻抗会比一个完全相同但只绕一圈导线的四倍还有少一点。
变压器与电感器设计手册第一章:引言-介绍变压器与电感器的作用-概述设计手册的内容和结构第二章:基本原理-变压器的工作原理-电感器的原理与应用-理论基础:电磁感应与能量转换第三章:变压器设计-变压器的分类与性能指标-变压器的结构与材料-变压器的设计流程-变压器的损耗与效率-变压器的测试与调试第四章:电感器设计-电感器的分类与应用场景-电感器的材料与结构设计-电感器的性能指标与选型-电感器的设计流程-电感器的使用与维护第五章:案例分析与应用-不同类型变压器的设计案例-不同类型电感器的设计案例-变压器与电感器在实际应用中的典型场景第六章:未来发展趋势-新型变压器与电感器的设计趋势-变压器与电感器技术发展的方向-设计手册的补充与更新第七章:设计手册附录-变压器与电感器相关标准与规范-常见问题解答与技术支持联系方式-设计工具与软件推荐结语-总结设计手册的内容-鼓励读者在实际设计中灵活运用所学知识-展望变压器与电感器领域的发展前景第一章:引言变压器与电感器是电气工程中不可或缺的设备,它们在能量转换与传输中起着至关重要的作用。
本设计手册将系统地介绍变压器与电感器的设计原理、方法与实践,旨在帮助读者深入了解这两种设备,并指导其进行有效的设计与应用。
第二章:基本原理变压器是一种通过电磁感应实现电压变换的设备,其工作原理涉及电磁感应、能量转换与磁路设计等基本知识。
同时,电感器作为一种可以感应电流或电压的元件,其原理与应用也是设计变压器与电感器的基础。
理解这些基本原理对于有效设计变压器与电感器至关重要。
第三章:变压器设计在本章中,将介绍不同类型变压器的分类、性能指标、结构与材料选择等方面的知识。
同时,也会详细讲解变压器的设计流程,包括设计计算、磁路设计、线圈绕组设计等步骤。
此外,还将重点讨论变压器的损耗与效率问题,以及测试与调试过程中的注意事项。
第四章:电感器设计与变压器相似,本章将介绍电感器的分类、材料与结构设计、性能指标与选型等知识。
变压器与电感器设计手册第一章:引言
1.1研究背景
1.2本手册的目的
1.3变压器与电感器的概念和应用
第二章:变压器设计原理
2.1变压器的基本原理
2.2变压器的结构和工作原理
2.3变压器的主要参数
第三章:变压器设计步骤
3.1根据需求确定变压器的规格和参数
3.2计算铁心尺寸和匝数
3.3计算线圈参数
3.5计算变压器的损耗和效率
3.6设计变压器的辅助电路
第四章:变压器设计技术
4.1变压器设计中常见的问题和解决方法4.2变压器的特殊设计技术
4.3变压器的保护和维护
第五章:电感器设计原理
5.1电感器的基本原理
5.2电感器的结构和工作原理
5.3电感器的主要参数
第六章:电感器设计步骤
6.1根据需求确定电感器的规格和参数6.2计算电感器的线圈参数
6.4计算电感器的性能指标
6.5设计电感器的辅助电路
第七章:电感器设计技术
7.1电感器设计中常见的问题和解决方法7.2电感器的特殊设计技术
7.3电感器的保护和维护
第八章:实例分析与应用
8.1实际变压器设计案例分析
8.2实际电感器设计案例分析
8.3变压器与电感器在不同领域的应用第九章:未来发展及展望
9.1变压器与电感器技术的发展趋势
9.2变压器与电感器设计的挑战与机遇
结论
参考文献
变压器与电感器是电气工程中常见的元件,广泛应用于各种电路
和系统中。
本手册旨在系统地介绍变压器与电感器的设计原理、步骤、技术和实例分析,以及展望未来的发展趋势。
希望对电气工程师和相
关专业人士有所帮助。
变压器与电感磁芯设计原则首先,设计变压器与电感磁芯时需要考虑磁通密度。
磁通密度是指通过变压器与电感磁芯的磁通量与磁芯截面积的比值。
合理选择磁通密度可以提高变压器与电感磁芯的功率密度和效率。
高磁通密度可以减小磁芯尺寸和重量,但也会引起磁芯饱和和损耗增加。
因此,设计中需选择合适的磁通密度以兼顾性能和可靠性。
其次,磁芯材料的选择是设计的关键。
常见的磁芯材料有硅钢、铁氧体和磁性陶瓷等。
硅钢是常用的变压器和电感磁芯材料,具有低铁损和高磁导率的特点,可以实现较高的效率和低损耗。
铁氧体具有较高的磁导率和饱和磁感应强度,适用于高频应用。
磁性陶瓷适用于高温和高磁通密度的应用。
设计时需根据具体需求选择合适的磁芯材料。
此外,磁芯形状也会影响变压器与电感磁芯的性能。
常见的磁芯形状包括E型、I型、U型和T型等。
不同的磁芯形状对磁通密度和漏磁损耗有不同的影响。
合理选择磁芯形状可以减小漏磁损耗,提高变压器与电感磁芯的效率。
线圈匝数是变压器与电感磁芯设计中的另一个重要参数。
线圈匝数的选择决定了变压器与电感器的电压变换比和电感量。
通常,变压器与电感磁芯的效率随线圈匝数的增加而提高,但也增加了材料和制造成本。
因此,在设计中需要权衡功率密度、效率和成本等因素。
最后,铁损和铜损是变压器与电感磁芯设计过程中需要考虑的重要参数。
铁损是指磁芯材料在交流磁场中的能量损耗,主要由滞后损耗和涡流损耗组成。
铜损是指线圈导线中的能量损耗,与线圈电阻和电流密度有关。
设计时需要尽量减小铁损和铜损,以提高变压器与电感磁芯的效率和功率密度。
综上所述,变压器与电感磁芯的设计原则包括磁通密度、磁环材料选择、磁芯形状、线圈匝数、铁损和铜损等方面。
合理选择这些参数可以实现设计目标,提高变压器与电感磁芯的性能和可靠性。
损耗确认:在3.2:节已对反激变压器的损耗进行了分析,但如何确
认实际的情况,只有实测原副边绕组和磁芯的温度,而且要在无风的条件下测量,并根据温度进行改进,使铜损等于铁损,且原副边的铜损相等。
但实测原副边绕组的温度很困难,所以,要保证原副边绕组的铜损相等,必须按原副边绕组总的铜面积相等的原则选定线径。
磁芯尺寸:要知道磁芯的尺寸是经过反复优化而确定的,目的是传输更大的功率和减小寄生参数,所以,在使用磁芯时,窗口一定要用满,如原副边绕组一定要绕满窗口,否则就一定会有不妥之处,如选的磁芯型号过大等等。
半匝:在多绕组输出时,偶尔会为得到准确的输出电压而使用半匝,但要搞清楚半匝的本质,从电流必须流过完整的回路角度看,半匝其实并不真正存在,只是另一半是由其余线路来充当而已。
这样一来,漏感大增是肯定的,故此,半匝不能在主要绕组上使用。
另外还有安规方面的问题。
所以要慎用半匝。
线路对漏感有惊人的影响,特别是变压器匝比较大时,所以,良好的布线是保
证漏感较小的前提,因此,变压器漏感的测量要在PCB 板上进行,在输出二极
管D 和电解电容C 的位置,要用短粗铜线短接,这样测ab 点之间的漏感值才是
在电路中起作用的漏感,千万不要被错
误的测量而误导。
漏感测量:为了减小漏感,我们花费很大的精力在变压器上进行改善,并测得有不超过2~3%的漏感,深感欣慰。
但不要忘记,
PCB
Q
Vin+C Np Ns Vo+Vo-a
b D
脉冲丢失:反激变换器在轻载或空载时,会有脉冲丢失的现象,其原因是反激变压器开通一次所存的能量超过负载的需求,电压环的误差放大器处于随机工作状态所致。
增大电感量会有改善,但只增电感量会有其他问题产生,所以,还是在电路上寻找改善的办法,如增大D max 、降低f s 、增加假负栽、加大电流前沿尖峰的削减等等。
4.3:正激变压器:是用于能量传输的磁性元件,其本身并不存有能量,
但因铁氧体的磁导率不是无限大等因素所致,其寄生的励磁电感和漏感还是会存储一定的能量,但与反激变压器有本质的区别。
正激变压器磁芯材质的选择与反激变压器一样,都是锰锌铁氧体--在1MHz以下频段具有良好的磁性能,特别是损耗特性。
正激变压器磁芯型号的选取,理论上同样有面积乘积法或几何参数法来确定磁芯的型号方法,但实际上没有人使用,几乎所有人都是根据经验来选择磁芯的型号。
与反激变压器磁芯型号的选择一样,先根据成功案例初步确定磁芯的Ve值,然后再根据情况确定磁芯的型号,最后进行可靠性的验
证。
再次强调,验证决不能缺少,理论上要核算,实验验证要再最恶劣条件下的,如高温过流时、高温过压时、过温保护时等,只在正常环境下进行验证是远远不够的。
副边匝数:根据预先估定的ΔB 值,可根据上面的公式计算副边匝数Ns ,并取整,注意,副边匝数一般都比较少,取整后可能会导致ΔB 值有较大的变化,请折衷考虑。
原边匝数:在U IN min 、D max 时,确定正激变压器的变比n ,然后计算出原边匝数Np ,并取整,取整后会导致D max 有微小的变化,请予以留心。
铁损:变压器副边的伏秒值对应一个ΔB ,。
切记,此ΔB 值并非指变压器磁芯磁感应强度的变化量,只是衡量变压器磁芯磁化损耗的一个指标,否则很容易得出磁通会饱和的错误结论。
根据不同的环境温度、散热方式等,ΔB 值会选1000~3000 Gass 不等,1200~1500Gass 是一般的选择范围,此时的铁损比较适中,在大多情况下都能被接受。
S N N e T U B S ⋅⋅=∆A O N
铜损:正激变压器原副边中电流为梯形波,根据2.4:节所述,占空比减小时,交流有效值及总有效值均增大,所以,设计正激变压器要在U IN max下进行。
因正激变压器原副边同时有电流流过,结果是不仅有集肤效应,还有影响更大的邻近效应。
在2.3节、3.3节中对减小集肤效应、邻近效应有详细的论述,可按2.3 、3.3节中介绍的方法来减小原副边的交流电阻,进而减小原副边的铜损。
正激变压器设计的难点之一是解决邻近效应,不能很好解决这个问题,就谈不上会设计正激变压器,所以,希望大家能在这方面多下点工夫,不强求最优,但怎么也得说得过去。
总损耗:与反激变换器相比,邻近效应的影响更大一些,仅仅使原边绕组总的横截面积相于副边绕组总的横截面积还不一定确保原副边的铜损相等,必须通过实测原副边绕组的温度才能确定。
在3.2:节分析原副边的铜损时讲过,原副边铜损有小于20%的差异时,总的绕组损耗还是处于比较小的、能够接受的区域,所以,使原副边绕组总的铜面积相等即可,不必过于强求。
漏感:对于原副边绕组的漏感,在3.3:节中已有详细的论述,即讲了原副边绕组漏感有什么不良影像,又分析了漏感产生的原因,也给出了抑制与削减的办法。
一句话,解决好邻近效应的影响,也就解决了漏感的问题。
漏感产生的根源是邻近效应,这使得漏感的测量基本不可能,至少是准确测量是不可能的。
我们常常单独测量正激变压器的漏感,测量的结果仅仅是结构等因素导致的漏感,邻近效应、PCB 线路两大主要因素却没有体现,这点一定要清楚,否则就是自己骗自己。
注意:能不能说清楚测量时短接副边的原因?
Q Vin+
Np Ns Vo+
Vo-
a
b D 1
D 2邻近效应的影响没办法测量,但PCB 线路的影响还是很容易测量到的,为了测量能更准确一些,一定要PCB 上测量,整流、续流二极管的位置用短粗铜线短接,这样测ab 点之间的
漏感值会准确一些。
磁芯饱和:与反激变换器不同,正激变压器原边中的电流不能反映磁芯的磁化状态,必须采取额外的措施防止的磁芯饱和。
在高电压起机时,占空比被完全放开,磁芯很容易饱和,所以,必须有控制占空比的措施。
如果是UC3845类有D max的PWM芯片,针对U inmax、D max进行核算,确保磁芯不饱和。
如果是UC3843类没有D max的PWM芯片,必须采取软启动措施,防止起机时磁芯饱和。
为防止正激变压器磁芯饱和,有一些人会采取磁芯开气隙的办法,这不是一个好办法,既不能从根本上解决问题,有带来其它方面的不良影响。
具有软开关的变换器需要一个谐振过程,就直接在正激变压器磁芯上开小气隙,获取一定的漏感用于谐振,仅此而已,千万不能错误理解他人的目的。
磁通平衡:反激变压器的原副边绕组分别进行励磁与去磁,而正激变压器的副边绕组却不能承担励磁电感去磁工作,必须有另外的绕组或外电路来完成励磁电感去磁。
原边再并绕一个绕组,由这个绕组将励磁电感所存的能量通过外电路回馈给供电电源,但要注意这两个绕组与占空比的关系,否则也不能实现磁通平衡。
由外电路来完成励磁电感磁复位的典型电路是有源箝位电路,励磁电感所存的能量先释放给箝位电容,然后箝位电容在将能量反灌给励磁电感,使励磁电感开始磁化时的起始点保持一致。
也常常用RCD电路完成励磁电感的磁复位,原理是用R消耗掉励磁
电感所存的能量,简单但效率低,仅在小功率电源中使用。
磁复位的方式与方法还有很多,但都不太常用,这里就不再叙述。
其他:设计正激变压器的另外一些细节已在3.3:节有过详细的叙述,这里就不在重复。
4.2:节讲述的反激变压器设计的一些方面,在正反激变压器设计时也要同样要注意,只是不能生搬硬套。