畢業(yè)論文---開(kāi)關(guān)電源的高頻變壓器設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-01-23 00:46本頁(yè)面
【正文】 在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 最后還要感謝所有的答辯老師，你們辛苦了，在百忙之中還有抽時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此向你們表示衷心的感謝！ 。 設(shè)計(jì)過(guò)程中所用到的工具書(shū)、參考資料等，都是由學(xué)校圖書(shū)館提供，在此感謝學(xué)校圖書(shū)館所有工作人員的默默支持。 同學(xué)之間相互指點(diǎn)，在一起討論問(wèn)題，使我受益 非淺。對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，不僅治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表，堪稱(chēng)良師益友，教給我們的不僅是知識(shí)還有待人處世的積極態(tài)度。 15 參考文獻(xiàn) [1] 汪嶺 .DC/DC 升壓變換器設(shè)計(jì) [D].上海：上海交通大學(xué)微電子學(xué)院 ， 2021. [2] 劉鳳君 .現(xiàn)代高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [3] 王保全 .實(shí)用電子變壓器材料器件手冊(cè) [M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 2021. [4]張忠仕，汪偉，陳文，李衛(wèi) .開(kāi)關(guān)電源變壓器磁芯氣隙量的計(jì)算 [J]磁性材料及器件， 2021， 39（ 1）： 5356. [5] 尹克寧 .變壓器設(shè)計(jì)原理 [M].北京：中國(guó)電力出版社， 2021. [6] 張植保 .變壓器原理與應(yīng)用 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [7] 丁道宏 .電力電子技術(shù)，北京，航空工業(yè)出版社， 1999. [8] Colonel . MCLYMAN 龔紹文 譯 . 變壓器與電感器設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：中國(guó)電力出版社， 2021. [9] 沙占友 ， 文環(huán)明 .DC/DC 電源變換器的拓?fù)漕?lèi)型 [J].電源技術(shù)應(yīng)用， 2021， 9(6)： 16 14. [10] 張占松，蔡宣三 .開(kāi)關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)，廣州，電子工業(yè)出版社， 1998 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 從畢業(yè)論文題目 的選擇、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到 30KHZ 開(kāi)關(guān)電源的變壓器的設(shè)計(jì) 。 總之，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì) ,我深刻體會(huì)到要做好一個(gè)完整的事情，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對(duì)待要解決的問(wèn)題，要耐心、要善于運(yùn)用已有的資源來(lái)充實(shí)自己。超微晶合金薄帶是新型的軟磁合金，電磁性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng) ,在高頻電磁元件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在陣面雷達(dá)系統(tǒng)中的電源、激勵(lì)變壓器、電感等。變壓器絕緣則采用整體灌注的方法來(lái)保證變壓器的絕緣使用要求。小于磁心窗口寬度 。為了方便線圈繞制也可選用線徑較粗的導(dǎo)線 。 (2)次級(jí)繞組： 計(jì)算導(dǎo)線截面積為 Sm2=Ip2/J=。 N1=Up1Ton10－ 2/2BmAc=(150 )10－ 2 /(2 1 1 )= 匝 取 N1=30匝 次級(jí)匝數(shù)：忽略整流管壓降， Up2=UO=2100V。在設(shè)計(jì)中，我們選用的矩形磁心的尺寸為： 10 1039 （即： a=10mm， b=10mm， c=， h=39mm），實(shí)際 AP 達(dá) (其中磁心截面積的占空系數(shù) KC取 )，大于變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力 ，因此，該磁心能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)使 用要求。非晶態(tài)（超微晶）軟磁合金，是 90 年代世界六大高科技新型材料之一，它具有優(yōu)異的特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供不應(yīng)求，前景廣闊。經(jīng)計(jì)算，變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力 AP=。 變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力 變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力為： AP=(Pt 當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí) ,VD1和 VD2都處于通態(tài) ,各分擔(dān)一半的電流 .S1和 S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為 2倍 UI. 178。 S1導(dǎo)通時(shí) ,二極管 VD1處于通態(tài) ,電感 L的電流逐漸上升 . 178。 推挽電路 : 工作過(guò)程 : 178。在本設(shè)計(jì)中，由于工作頻率、絕緣耐壓、使用環(huán)境的原因，把最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度 BM定在 ，而磁心結(jié)構(gòu)則定為不切口的矩形磁心。 磁心工作點(diǎn)的選擇往往從磁心的材料，變壓器的工作狀態(tài)，工作頻率，輸出功率，絕緣耐壓等因素來(lái)考慮。因此，綜合三種材料的性能比較，選擇飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs高，溫度穩(wěn)定性 12 好，價(jià)格低廉，加工方便的超微晶合金有利于變壓器技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 30KHZ 高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì) 1 變壓器的 性能指標(biāo) 工作頻率 f： 30kHz 變換器輸入電壓 Ui:DC300V 變換器輸出電壓 U0:DC2100V 變換器輸出電流 Io: 整流電路：橋式整流 占空比 D： 1％～ 90％ 輸出效率 η :≥ 80％ 耐壓： DC12kV 溫升：＋ 50℃ 工作環(huán)境條件 :－ 55℃ ～＋ 85 ℃ 2變壓器磁心的選擇與工作點(diǎn)確定 從變壓器的性能指標(biāo)要求可知，傳統(tǒng)的薄帶硅鋼、鐵氧體材料已很難滿(mǎn)足變壓器在頻率、使用環(huán)境方面的設(shè)計(jì)要求。如果增加導(dǎo)線截面 ,導(dǎo)致窗口繞不下 ,要增加磁芯尺寸。如果試驗(yàn)溫升低于允許溫升 15℃ 以上 ,那么要對(duì)繞組的電流密度和導(dǎo)線截面進(jìn)行調(diào)整 ,適當(dāng)增加電流密度和減少導(dǎo)線截面。 高頻變壓器設(shè)計(jì)好后必須進(jìn)行溫升校核 ,溫升校核可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)物測(cè)試來(lái)進(jìn)行。主要過(guò)程 :先是求出磁芯窗口面積 Aw與磁芯有效截面積 AE的乘積 AP,再根據(jù) AP值 ,查表找出磁性材料的編號(hào) ,然后選擇合適的鐵芯材料。 11 (6) 工作點(diǎn)的確定 對(duì)于新買(mǎi)來(lái)的磁芯 ,由于廠家提供的磁感應(yīng)強(qiáng)度值并不準(zhǔn)確 ,一般先要粗略測(cè)試它 ,具體方法 :將調(diào)壓器接至原線圈 ,用示波器觀察副線圈輸出電壓波形 ,將原線圈的輸入電壓由小到大慢慢升高 ,直到示波器顯示的波形發(fā)生奇變 ,此時(shí)磁芯已 飽和 ,根據(jù)公式 :U= 可推知在 Φ M 值。其它的都采用立式結(jié)構(gòu)。 (5) 組裝結(jié)構(gòu)的選擇 高頻變壓器組裝結(jié)構(gòu)分為臥式和立式兩種。另外 ,線圈最外層和最里層 ,高壓和低壓繞組之間都要加強(qiáng)絕緣。等級(jí)低 ,滿(mǎn)足不了耐熱要求 ,等級(jí)過(guò)高 ,會(huì)增加不必要的材料成本。另外 ,當(dāng)原繞組為高壓繞組時(shí) ,匝數(shù)不能太少 ,否則 ,匝間或者層間電壓相差大 ,會(huì)引起局部短路。高頻變壓器的繞組排列形式有 :①如果原繞組電壓高 ,副繞組電壓低 ,可以采用副繞組靠近磁芯 ,接著繞反饋繞組 ,原繞組在最外層的繞組排列形式 ,這樣有利于原繞組對(duì)磁芯的絕緣安排 。導(dǎo)線截面 (直徑 )決定于繞組的電流密度。如果匝數(shù)過(guò)少 ,在外加激磁電壓比較高時(shí) ,有可能使匝間電壓降和層間電壓降增大 ,而必須加強(qiáng)絕緣。原繞組匝數(shù)根據(jù)外加激磁電壓或者原繞組激磁電感 (儲(chǔ) 存能量 )來(lái)決定 ,匝數(shù)不能過(guò)多也不能過(guò)少。對(duì)電感器功率傳送方式 ,磁導(dǎo)率是有氣隙后的等值磁導(dǎo)率 ,一般都比磁化曲線測(cè)出的磁導(dǎo)率小。對(duì)于磁通單方向變化的工作模式 : ,ΔB 既受飽和磁通密度限制 ,又受損耗限制。如果窗口完全開(kāi)放 ,接線和散熱方便 ,屏蔽電磁干擾作用差。封閉外殼屏蔽電磁干擾作用好 ,但散熱和接線不方便 ,必須留有接線孔和出氣孔。在高頻變壓器磁芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 ,對(duì)窗口面積的大小 ,要綜合考慮各種 因素后來(lái)決定。缺點(diǎn)是內(nèi)部線圈散熱不良 ,溫升較高。 ③C 形鐵芯 ,此種鐵芯可免去環(huán)形鐵芯繞線困難的缺點(diǎn) ,由二個(gè) C 型鐵芯對(duì)接而成。 (2) 磁芯結(jié)構(gòu)的選擇 磁芯基本結(jié) 構(gòu)有 :① 疊片 ,通常由硅鋼或鎳鋼薄片沖剪成 E、 I、 F、 O等形狀 ,疊成一
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