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)-閱讀頁(yè)
2025-02-08 00:46本頁(yè)面
【正文】 高頻變壓器磁芯參數(shù)選擇時(shí) ,必須注意工作磁通密度不只是受磁化曲線(xiàn)限制 ,還要 受損耗的限制 ,同時(shí)還與功率傳送的工作方式有關(guān)。對(duì)于磁通雙方向變化的工作模式 : ,工作磁滯回線(xiàn)包圍的面積比局部回線(xiàn)大得多 ,損耗也大得多 ,ΔB 主要受損耗限制 ,而且還要注意出現(xiàn)的直流偏磁問(wèn)題。 (4) 線(xiàn)圈參數(shù)的計(jì)算與選擇 高頻變壓器的線(xiàn)圈參數(shù)包括 :匝數(shù)、導(dǎo)線(xiàn)截面 (直徑 )、導(dǎo)線(xiàn)形式、繞組排列和絕緣安排。如果匝數(shù)過(guò)多 ,會(huì)增加漏感和繞線(xiàn)工時(shí) 。副繞組匝數(shù)由輸出電壓決定。還要注意的是導(dǎo)線(xiàn)截面 (直徑 )的大小還與漏感有關(guān)。② 如果要增加原和副繞組之間耦合 ,可以采用一半原繞組靠近磁芯 ,接著繞反 饋繞組和副繞組 ,最外層再繞一半原繞組的繞組排列形式 ,這樣有利于減少漏感。對(duì)于絕緣安排 ,首先要注意使用的電磁線(xiàn)和絕緣件的絕緣材料等級(jí)要與磁芯和繞組允許的工作溫度相匹配。其次 ,對(duì)在圓柱形磁路上繞線(xiàn)的線(xiàn)圈 ,最好采用線(xiàn)圈骨架 ,既可以保證絕緣 ,又可以簡(jiǎn)化繞線(xiàn)工藝。如果一般絕緣只墊一層絕緣薄膜 ,加強(qiáng)絕緣應(yīng)墊 2～ 3層絕 緣薄膜。如果選用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯 ,都采用臥式組裝結(jié)構(gòu) ,上下表面比較大 ,有利于散熱 。另外 ,組裝結(jié)構(gòu)中采用的夾件和接線(xiàn)端子等盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件 ,以便于外協(xié)加工 ,降低成本。 (7) 變壓器磁芯的具體計(jì)算方法 高頻變壓器鐵芯的設(shè)計(jì)方法有幾種 ,這里我們介紹一種 AP 法。 . 一種實(shí)際高頻變壓器的設(shè)計(jì)過(guò)程 設(shè)變壓器的輸入電壓 V1=24V,功率 P0=250W,效率 η=, 輸出電壓 V2=220V,采用 E型磁芯 ,允許溫升 25℃ ,KJ=323, X=,飽和磁通密約為 ,考慮到高溫時(shí)飽和磁密會(huì)下降 ,同時(shí)為了防止合閘瞬間高頻變壓器飽和 ,取飽和磁密的 1/3為 變 壓 器 的 工 作 磁 密 , 即 BW=, 設(shè) 工 作 頻 率 為 20kHz, 由計(jì)算得AP=(1+10%)≈, 取 10%裕度后 ,AP= cm4,查設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 E17 鐵氧體磁芯 ,那么其 AW=,Ae=, AP= 滿(mǎn)足要求。如果實(shí)物測(cè)試溫升不超過(guò)允許溫升就可以通過(guò)。如果實(shí)物試驗(yàn)溫升超過(guò)允許溫升 ,則要對(duì)繞組的電流密度和導(dǎo)線(xiàn)截面進(jìn)行調(diào)整 ,適當(dāng)減少電流密度和增加導(dǎo)線(xiàn)截面。如果實(shí)物試驗(yàn)磁芯溫升超過(guò)允許溫升 ,則要增加磁芯的散熱面積 ,加大磁芯。磁心的材料只有從坡莫合金、鈷基非晶態(tài)合金和超微晶合金三種材料中來(lái)考慮，但坡莫合金、鈷基非晶態(tài)價(jià)格高， 約為超微晶合金的數(shù)倍，而飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs卻為超微晶合金 2/3 左右，且加工工藝復(fù)雜。鈷基非晶態(tài)合金和超微晶合金的主要磁性能比較。超微晶合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs較高約為 ，在雙極性開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)中，磁心的最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度 BM一般可取到 ～，經(jīng)特別處理的磁心， BM可達(dá)到 。這種結(jié)構(gòu)的磁心與環(huán)形磁心相比具有線(xiàn)圈繞制方便、分布參數(shù)影響小、磁心窗口利用率高、散熱性好、系統(tǒng)絕緣可靠、但電磁兼容性較差。 推挽電路中兩個(gè)開(kāi)關(guān) S1和 S2交 替導(dǎo)通 ,在繞組 N1和 N’1 兩端分別形成相位相反的交流電壓 ,改變占空比就可以改變輸出電壓 . 178。 S2導(dǎo)通時(shí) ,二極管 VD2處于通態(tài) ,電感 L的電流也逐漸上升 . 178。 S1和 S2同時(shí)導(dǎo)通 ,相當(dāng)于變壓器一次側(cè)繞組短路 ,因此應(yīng)避免兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo) 通 . 3 變壓器主要參數(shù)的計(jì)算 變壓器的計(jì)算功率 半橋式變換器的輸出電路為橋式整 流時(shí)，其開(kāi)關(guān)電源變壓器的計(jì)算功率為： Pt=UOIO(1＋ 1/η )(1) 將 UO=2100V,Io=,η =80％代入式（ 1），可得 Pt=378W。 104/4BmfKWKJ)（ 2） 式中：工作頻率 f為 30kHz，工作磁感應(yīng)強(qiáng)度 BM取 ，磁心的窗口占空系數(shù) KW取 ， 矩形磁心的電流密度（溫升為 50℃ 時(shí)） KJ 取 468。 變壓器的實(shí)際輸出能力 鐵基 超微晶鐵心及超微晶軟磁合金通過(guò)省級(jí)技術(shù)鑒定 13 1999 年 10 月 24 日，由江西省科委等機(jī)關(guān)委托主持的對(duì)江西大有科技有限公司研制的新產(chǎn)品 DY－ ON型鐵基超微晶磁鐵心和超微晶軟磁合金通過(guò)了省級(jí)技術(shù)鑒定，獲得與會(huì)專(zhuān)家學(xué)者的高度評(píng)價(jià)，一致認(rèn)為這兩項(xiàng)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分別達(dá)到美國(guó) UL94－ P標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo) GBm292－ 89 技術(shù)要求，在國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品中具有特色。聯(lián)系人：江西省宜春市東風(fēng)大街 62 號(hào)宜 春地區(qū)糧食局（ 336000）方華平變壓器的輸出能力即磁心的輸出力，它取決于磁心面積的乘積（ AP），其值等于磁心有效截面積（ AC）和它的窗口截面積（ Am）的乘積，即： AP=ACAM(3)在變壓器的設(shè)計(jì)中，變壓器的輸出能力必須大于它的設(shè)計(jì)輸出能力。 繞組計(jì)算 初級(jí)匝數(shù)： D取 50％， Ton=D/f=(30 103)= s, 忽略開(kāi)關(guān)管壓降， Up1=Ui/2=150V。 N2=Up2N1/Up1=(30 2100)/150=420匝 導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)徑 Ip1=Up2Ip2/Up1= 2100/150= 電流密度： J=KJAP－ － 2=468 － 10－ 2=考慮到線(xiàn)包損耗與溫升，把電流密度定為 4A/mm2 （ 1）初級(jí)繞組： 計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)截面積為 Sm1=Ip1/J=初級(jí)繞組的線(xiàn)徑可選 d=,其截面積為 。 次級(jí)繞組的線(xiàn)徑可選 d=，其截面積為 。 4 線(xiàn)圈繞制與絕緣 為減小分布參數(shù)的影響，初級(jí)采用雙腿并繞連接的結(jié)構(gòu)，次級(jí)采用分段繞制，串聯(lián)相接的方式，降低繞組間的電壓差，提高變壓器的可靠性，繞制后的線(xiàn)圈厚度約為 。在變壓器的絕緣方面，線(xiàn)圈絕緣選用抗電強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗低的復(fù)合纖維絕緣紙，提高初、次級(jí)之間的絕緣強(qiáng)度和抗電暈?zāi)芰Α? 14 5 小結(jié) 該超微晶開(kāi)關(guān)電源變壓器，環(huán)氧灌注絕緣后通過(guò)了產(chǎn)品的電性能檢測(cè)和機(jī)載條件的環(huán)境試驗(yàn)，已用于機(jī)載設(shè)備 ，變壓器的溫升 35℃ ，工作效率達(dá)到 90％以上，且波形質(zhì)量?jī)?yōu)異，電性能參數(shù)穩(wěn)定。在 100kHz的使用條件下，可以取代鐵氧體、坡莫合金用作磁心材料 結(jié)束語(yǔ) 本文主要研究開(kāi)關(guān)電源的高頻變壓器，介紹了變壓器的原理和作用還有分類(lèi)，研究了幾種常用的開(kāi)關(guān)電源中的變壓器的作用及其工作原理，并通過(guò)設(shè)計(jì) 30KHZ的高頻開(kāi)關(guān)電源 變壓器讓我認(rèn)識(shí)到 寫(xiě)論文是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程，從最初剛寫(xiě)論文時(shí)對(duì) 變壓器設(shè)計(jì) 的問(wèn)題的模糊認(rèn)識(shí)到最后能夠?qū)υ搯?wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)，我體會(huì)到實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性，以前只是明白理論，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐考察，對(duì)知識(shí)的理解不夠明確，通過(guò)這次的做，真正做到 理論 時(shí)間相結(jié)合。同時(shí)我也深刻的認(rèn)識(shí)到，在對(duì)待一個(gè)新事物時(shí)，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有 效 。其間每一過(guò)程都得到 王海彥 老師的細(xì)心指導(dǎo)， 王 老師經(jīng)常安排見(jiàn)面會(huì)，兢兢業(yè)業(yè)地為我們排憂(yōu)解難，多次指出我們?cè)O(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，并講解錯(cuò)誤的原因，使我們能及時(shí)改正 .幫助我們開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。在此，向 王 老師表示最衷心的感謝和最誠(chéng)摯的敬意。在此感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，感謝學(xué)校給予我們良好的工作環(huán)境。 感謝大學(xué) 三 年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助的所有老師及共同走過(guò)四年同窗
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