① 半桥式开关电源变压器参数如何计算
半桥式变压器开关电源与推挽式开关电源一样,也属于双激式开关电源,因此用于半桥式开关电源的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,并且变压器铁心可以不用留气隙。半桥式开关电源变压器的计算方法与前面推挽式开关电源变压器的计算方法基本相同,只是直接加到变压器初级线圈两端的电压仅等于输入电压Ui的二分之一。
② 如何计算开关变压器的匝数
计算高频变压器的匝数,先要确定三件事,一是开关电源的功率,功率大与小设计不同;二是开关电源的类型,正激反激的做法存在很大程度上的差异;三是磁芯尺寸的选定,尺寸不同参数也不同。如果只是想要学习这方面的知识,应该到书店购买开关电源设计方面的书籍,进行系统切实的学习。开关电源的变压器设计挺复杂,开关电源的工作稳定性以及故障率,变压器的设计是很关键的部分。网上可以找到一些高频变压器匝数的计算软件,用那些软件来进行计算的话,所设计的开关电源无法投入生产,因为那些软件不是万能的,它的死角往往现在我们想要的参数上。
③ 单端正激式开关电源变压器匝数计算公式有哪些
Np=(Vdc-1)(0.8T/2)×10*8/AedB Np:初级匝数; Vdc:最小直流输入电压;T:工作周期;Ae:磁芯面积;dB=1600G。
④ 求开关电源变压器计算公式
开关电源有好多种,没有说明种类时,计算公式是不同的,并且不同种类的开关电源变压器计算方法是不同的,比如反激\单端正激\双端正激\推挽\准谐振\LLC等!您要的是那一种?
⑤ 反激式开关电源变压器的计算公式是什么
Vf=VMos-VinDCMax-150V。
⑥ 请问开关电源的高频变压器怎样计算和选用啊!
高频变压器是非标器件,所以不能选用,只能设计。
首先,根据工作频率、电路拓扑和输出功率利用公式或者经验来选择合适变压器大小规格、有时还要考虑工作环境(例如温度、使用场合、是否密封等),你说的那个一般是反激电路、60KHZ左右频率,用EE25或者EE28就可以了。
然后,计算初级匝数,初级匝数跟工作频率、磁芯的磁路长度、磁芯截面积、输入电压有习惯,每一种拓扑都一个比较复杂公式;比较有经验的设计师会直接给出匝数。再确定一下线径就可以了
最后,在根据初级匝数、输入输出电压、占空比计算次级和偏置匝数及线径。
接下来就是调试和调整啦。可以正常工作的变压器参数有很多种,但最佳状态只有一个,计算是先让其工作,调整就是寻找最佳状态啦。
⑦ 变压器的基本方程有哪些
如果是很基本的就是U1/U2=I2/I1=W1/W2
式中:I1,I2—变压器原副绕组电流(A)
U1,U2——变压器原副绕组电压(V)
W1,W2—原、副绕组的匝数
如果是开关电源的变压器就用下面的方法算:
一、双极性开关电源变压器的计算
设计前应确定下列基本条件:电路形式,开关工作频率,变压器输入电压幅值,开关功率管最大导通时间,变压器输出电压电流,输出侧整流电路形式,对漏感及分布电容的要求,工作环境条件等。
(1)确定磁心尺寸
1)求变压器计算功率Pt
Pt的大小取决于变压器输出功率及输出侧整流电路形式:
全桥电路,桥式整流:Pt=(1+1/n)Po半桥电路,双半波整流:Pt=(1/n+)Po推挽电路,双半波整流:Pt=(/n+)Po式中:Po=UoIo,直流输出功率。Pt可在(2~2.8)Po范围内变化,Po及Pt均以瓦(W)为单位。n=N1/N2,变压匝数比。
2)确定磁通密度Bm
Bm与磁心的材料、结构形式及工作频率等因素有关,又要考虑温升及磁心不饱和等要求。对于铁氧体磁心多采用0.3T(特斯拉)左右。
公式:为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作,可用下式计算最大磁通密度(单位:T)
Bm=(Up×104)/KfNpSc
式中:Up——变压器一次绕组上所加电压(V)
f——脉冲变压器工作频率(Hz)
Np——变压器一次绕组匝数(匝)
Sc——磁心有效截面积(cm2)
K——系数,对正弦波为4.44,对矩形波为4.0
3)计算磁心面积乘积Sp
Sp等于磁心截面积Sc(cm2)及窗口截面积So(cm2)的乘积,即
Sp=ScSo=[(Pt×104)/4BmfKwKj]1.16(cm4)
式中:Kw——窗口占空系数,与导线粗细、绕制工艺及漏感和分布电容的要求等有关。一般低压电源变压器取Kw=0.2~0.4。
Kj——电流密度系数,与铁心形式、温升要求等有关。对于常用的E型磁心,当温升要求为25℃时,Kj=366;要求50℃时,Kj=534。环型磁心,当温升要求为25℃时,Kj=250;要求50℃时,Kj=365。
由Sp值选择适用于或接近于Sp的磁性材料、结构形式和磁心规格。
(2)计算绕组匝数
1)一次绕组匝数:N1=(Up1ton×10-2)/2BmSc(匝)
式中:Up1——一次绕组输入电压幅值(V)
ton——一次绕组输入电压脉冲宽度(μs)
2)二次绕组匝数:N2=(Up2N1)/Up1(匝)
……
Ni=(UpiN1)/Up1(匝)
式中:Up2…Upi——二次绕组输出电压幅值(V)
(3)选择绕组导线
导线截面积Smi=Ii/j(mm2)
式中:Ii——各绕组电流有效值(A)
j——电流密度
j=KjSp-0.14×10-2(A/mm2)
(4)损耗计算
1)绕组铜损Pmi=Ii2Rai(W)
式中:Rai——各绕组交流电阻(Ω),
Ra=KrRd,Rd——导线直流电阻,Kr——趋表系数,Kr=(D/2)2/(D-△)·△,D——圆导线直径(mm),△——穿透深度(mm),圆铜导线△=66.1/f0.5(f:电流频率,Hz)变压器为多绕组时,总铜损为Pm= Ii2Rai(W)
2)磁心损耗Pc=PcoGc
式中:Pco——在工作频率及工作磁通密度情况下单
位质量的磁心损耗(W/kg)
Gc——磁心质量(kg)
3)变压器总损耗Pz=Pm+Pc(W)
(5)温升计算
变压器由于损耗转变成热量,使变压器温度上升,其温升数值与变压器表面积ST有关ST=
式中:Sp——磁心面积乘积(cm4)KS——表面积系数,E型磁心KS=41.3,环型磁心KS=50.9
二、单极性开关电源变压器的计算
设计前应确定下列基本条件:电路形式,工作频率,变换器输入最高和最低电压,输出电压电流,开关管最大导通时间,对漏感及分布电容的要求,工作环境条件等。
(1)单端反激式计算
1)变压器输入输出电压
一次绕组输入电压幅值UP1=Ui-△U1
式中:Ui——变换器输入直流电压(V)
△U1——开关管及线路压降(V)
二次绕组输出电压幅值UP2=U02+△U2
……
UPi=U0i+△Ui
式中:U02…U0i——直流输出电压(V)
△U2…△Ui——整流管及线路压降(V)
2)一次绕组电感临界值(H)
式中:n——变压器匝数比n=tonUp1/toffUp2 ton——额定输入电压时开关管导通时间(μs)
toff——开关管截止时间(μs)T——开关电源工作周期(μs),T=1/f,f:工作频率(Hz)
Po——变压器输出直流功率(W)通常要求一次绕组实际电感Lp1≥Lmin
3)确定工作磁通密度
单端反激式变压器工作在单向脉冲状态,一般取饱和磁通密度值(Bs)的一半,即脉冲磁通密度增量△Bm=BS/2(T)
4)计算磁心面积乘积
Sp=392Lp1Ip1D12/△Bm(cm4)
式中:Ip1——一次绕组峰值电流
Ip1=2Po/Up1minDmax(A)
式中:Up1min——变压器输入最低电压幅值(V)
Dmax——最大占空比,Dmax=tonmax/T
D1——一次绕组导线直径(mm),由一次绕组电流有效值I1确定,单向脉冲时I1=Ip1(ton/T)0.5
5)空气隙长度
lg=0.4πLp1Ip12/△Bm2SC(cm)
6)绕组匝数计算
一次绕组,有气隙时
N1=△Bmlg×104/0.4πIp1(匝)无气隙时(匝)
式中:LC——磁心磁路长度(cm)
μe——磁心有效磁导率,由工作的磁通密度和直流磁场强度及磁性材料决定,查阅磁心规格得出。
二次绕组N2=[Up2(1-Dmax)/Up1minDmax]N1
……
Ni=[Upi(1-Dmax)/UpiminDmax]N1
(2)单端正激式计算
单端正激式电路工作的特点是一、二次绕组同时工作,另加去磁绕组,因此计算方法与双极性电路类似。
1)二次绕组峰值电流等于直流输出电流,即IP2=I02
2)二次绕组电压幅值
开关电源功率变压器的设计方法
Up2=(Uo2+△U2)/D(V)
式中:Uo2——输出直流电压(V)
△U2——整流管及线路压降(V)
D——额定工作状态时的占空比D=ton/T
3)变压器输出功率
P2= (DUp2Ip2)(W)
式中:Up2——变压器输出电压幅值(V)
Ip2——二次绕组峰值电流(A)
4)确定磁心体积
Ve=(12.5βP2×103)/f(cm3)
式中:β——计算系数,工作频率f=30~50kHz时,β=0.3
由Ve值选择接近尺寸的磁心。
5)一次绕组匝数
N1=(Up1ton×10-2)/f(匝)
式中:Up1——变压器输入额定电压幅值(V)
6)二次绕组匝数N2=(Up2/Up1)N1
……
Ni=UpiN1/Up1
7)去磁绕组匝数NH=N1
8)绕组电流有效值二次侧:I2=Ip2
一次侧:I1=Up2I2/Up1
去磁:IH=(5~10)%I1
⑧ 反激式开关电源变压器的计算公式,是好是经验公式!
最大占空比θonmax :θonmax = (Vo*Np/Ns)/[Vp+(Vo*Np/Ns)]
临界电感Lpo:如果为PWM式:Lpo = η*θonmax2 *Vp2/ (2*f*Po),如果为自激式:Lpo = Lp。
自激式电路工作频率f:f = (η*Vp2*θ2)/(2*Lp*Po)
实际工作占空比θon:如果输出电感Ls≥Lso:θon=θonmax
否则: θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}
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⑨ 开关电源变压器感量是怎么算的
传统的程式设计
例如:要设计40W电子镇流器,电路需要L=1.6mH的电感,试计算磁芯大小、绕线匝数、磁路气隙长度。
首先,计算磁芯截面积,确定磁芯尺寸。
为此,可由式(1)计算出磁芯面积乘积Ap
Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm (1)
式中:Ap——磁芯面积乘积cm4
L——要求的电感值H
Ip——镇流线圈通过的电流峰值A
ΔBm——脉冲磁感应增量T
D——镇流线圈导线直径mm
根据磁芯面积乘积Ap的计算值在设计手册中选择标准规格磁芯或自行设计磁芯尺寸。
在此ΔBm一般取饱和磁感强度的1/2~2/3,即:ΔBm=(1/2~2/3)Bs。
Bs在一般磁材手册中都是给定的,可以查找出来,所以,一般说,由式(1)计算磁芯尺寸,并不是难事,难在磁材本身参数的分散性,同一炉磁芯的参数差别有时会很大,手册中给出的Bs—H曲线和参数是统计平均值,所以依据式(1)算出的尺寸,还要在实际使用中反复检验修正。
磁芯尺寸确定以后,计算空气隙(对EI型磁芯就是夹多厚的垫片,对于环型铁芯就是开多宽的间隙)一般是按式(2)计算:
lg=(0.4πL·I2}/Sp·ΔB2m (2)
式中:lg——磁芯气隙长度cm
L——所需的电感值H
Ip——线圈中通过的电流峰值A
ΔBm——脉冲磁感应增量T
Sp——磁芯截面积cm2
一般地说,根据式(2)计算气隙大小,也不会太困难。困难仍在于ΔBm值,仅是厂家的统计平均值,对于同一规格的磁芯,不同厂家也是不同的,所以,依据式(2)算出的lg,仅是个大概值,还须在实际中去反复修正,也就是再试凑。
磁芯尺寸确定了,气隙长度也确定了,就可以确定需绕多少匝,才能达到所需的电感值L。
根据L=4μ·N2×10-9×A (3)
可得
式中:N——为所需的绕组匝数
A——磁芯的几何形状参数
要根据式(4)算出匝数,关键是要知道导磁率μ为多少,从厂家给的磁材手册上查,μ值也只是个范围。例如R2K磁芯,其初始导磁率实际上是在1800~2600之间,具体值得靠测量。测量磁参数的仪器,一般工厂是不具备的,于是要根据式(4)计算匝数就比较困难。尤其是在有气隙的条件下,导磁率比无气隙时下降了多少也是未知数。所以依据式(4)计算就更困难。一般是先假设μ,进行计算,算出匝数N,试绕好后测量L能否达到设计值,通常很难达到,则再另设μ值,再计算,这样反复试凑下去,直到接近预定的L值结束。
以上就是根据已知电感量L,求磁芯尺寸,气隙及绕组匝数的通用方法。
如果,设计一种镇流器只计算一个电感值L,采用这种试凑计算也就算了,现在要面对市场,需要种种规格的镇流电感,再这样试凑,不仅时间上拖延了新品的开发进度,试制材料上也浪费很多。当然如果有电感值计算仿真软件,就另当别论。
3 变通算法
根据前面计算出的磁芯尺寸、气隙长度,先绕制一匝数为No的电感,其实测电感值为Lo,则有
Lo=4μNo2×10-9×A (5)
令式(3)式(5)相除并整理后得:
式中:L——为要求的电感值
No——为已知的匝数
Lo——为已知的匝数下的电感值
这样,对同一参数的磁芯,只要知道L、No、Lo三个参数,即可求出匝数N。
实际制作时我们先在磁芯上绕(环形磁芯可以直接绕,EI型磁芯可在骨架上绕)No=20匝,在电感仪上测出Lo,将此值代入式(6),即可求出在该磁芯上应绕的匝数N。
间隙的确定:
(1)间隙的作用
图1及图2中的曲线①为无间隙时磁芯的磁化曲线及导磁率μ与B的曲线,图1及图2中的曲线②为有气隙时的相应曲线。
从图1及图2的曲线可看出,同一磁芯开了气隙后,可使B—H曲线斜率降低,使磁芯饱和点右移,从而增加了磁芯抗直流磁化的能力。但气隙的加入,又使导磁率下降,所以气隙有个最佳值,即在电感线圈通过最大峰值电流时,磁芯不进入饱和,同时又不致使导磁率降得太低,因为从式(3)可知,在所需电感量一定时若导磁率降低势必要增加线圈匝数,这是个矛盾。
(2)确定最佳气隙
按该镇流电感所通过的最大电流峰值Ip,利用直流磁化电源,和电感测试仪配套连接,使通入的直流电流达到Ip时,电感量下降不超过零电流时的10%,即认为磁芯已经到达最高Bm值,此时的间隙即为最佳气隙长度。
如果通入Ip时,电感下降值超过10%,说明间隙小了些,可适当再加大点,如果在Ip时,电感不下降,说明间隙片大了点,应适当减小点,这样,边测边改,十几分钟就确定了最佳气隙长度,避免了利用式(2)计算气隙时因Bm值不确定带来的反复试凑的麻烦。
根据上述可归结出电感值计算三步法,即在根据电路要求或灯电参数确定了镇流电感值L后,可按下述三步进行:
①利用式(1)确定磁芯尺寸;
②用直流磁化电源和电感测试仪确定气隙;
③利用公式(6)计算所需的匝数。
当然,这样确定的镇流电感值还要装到电路里进行实验确认。一般只需作简单的匝数修正即可满足设计要求,用这种变通法设计镇流电感,绕开了对磁材磁性能指标如μ及Bs的准确了解,而能顺利设计出需要的电感值。
4 应用效果
(1)我们在开发研制出的许多系列节能灯产品中所用的镇流器电感,都是按上述三步法设计的,效果良好。
(2)利用变通计算法在已知产品的电感值,磁芯尺寸及间隙厚度条件下,反求其绕线的匝数。
当有的电感绕组不能用测圈仪测量其匝数时,只好一圈一圈拆计数,对EI型磁芯还好拆,对于环形铁芯拆起来较困难,尤其是小环、线细、匝数多的情况,现在利用变通算法,只要设法在原电感上绕20~30匝线,再测出新绕电感值Lo代入式(6)即可求出该电感的实际匝数。
(3)利用变通计算法控制环形铁芯电感量的一致性。
在铁芯卷绕及加工间隙时,由于操作工艺上的问题,会造成间隙厚度和形状不一致,这样,如按固定的匝数进行绕制,势必造成各个环形电感值的很大差异,不符合设计要求。
为解决这个问题,一般采用宁肯多绕几圈的办法,在测量电感值时,再把多余的圈数拆掉(当然拆几圈比增加几圈简单一些)
我们在开始生产250W钠灯镇流器时,唯恐绕好后有的电感量不够,就宁肯多绕十几匝,结果逐个检测电感量时,发现有的电感量基本接近设计值,而有的多绕了十几匝,只好一个个地拆掉多余的匝数,浪费了铜线也费了工时。
为此,我们专门设计了一个工装,用此工装结合LCR测试仪可直接对每个铁芯进行Lo的测量,并用标签贴在铁芯上。工装的No为30匝,测量一个批量后,用公式(6)计算,即知同一L值的铁芯上应绕的匝数。
对于某一功率的镇流器,L是已知的,如250W钠灯镇流电感,L一般为190mH左右,则:
这就把一个较复杂的计算问题简化,交由生产线工人来操作。
公式是图片,复制不过来,网址是:
http://www.kg114.com/jszl/zs/2009-11-19/11720.html
希望对您有帮助!