【正文】 數(shù) ΔB 的選擇 高頻變壓器磁芯參數(shù)選擇時 ,必須注意工作磁通密度不只是受磁化曲線限制 ,還要受損耗的限制 ,同時還與功率傳送的工作方式有關(guān)。對于磁通雙方向變化的工作模式 : ,工作磁滯回線包圍的面積比局部回線大得多 ,損耗也大得多 ,ΔB 主要受損耗限制 ,而且還要注意出現(xiàn)的直流偏磁問題。 (4) 線圈參數(shù)的計算與選擇 高頻變壓器的線圈參數(shù)包括 :匝數(shù)、導(dǎo)線截面 (直徑 )、導(dǎo)線形式、繞組排列和絕緣安排。如果匝數(shù)過多 ,會增加漏感和繞線工時 。副繞組匝數(shù)由輸出電壓決定。還要注意的是導(dǎo)線截面 (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。對于絕緣安排 ,首先要注意使用的電磁線和絕緣件的絕緣材料等級要與磁芯和繞組允許的工作溫度相匹配。其次 ,對在圓柱形磁路上 繞線的線圈 ,最好采用線圈骨架 ,既可以保證絕緣 ,又可以簡化繞線工藝。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算方法 高頻變壓器鐵芯的設(shè)計方法有幾種 ,這里我們介紹一種 AP法。 . 一種實際高頻變壓器的設(shè)計過程 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 ,考慮到高溫時飽和磁密會下降 ,同時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, 由計算得AP=(1+10 %)≈, 取 10%裕度后 ,AP= cm4,查設(shè)計手冊選取 E17 鐵氧體磁芯 ,那么其 AW=,Ae=, AP= 滿足要求。如果實物測試溫升不超過允許溫升就可以通過。如果實物試驗溫升超過允許溫升 ,則要對繞組的電流密度和導(dǎo)線截面進(jìn)行調(diào)整 ,適當(dāng)減少電流密度和增加導(dǎo)線截面。如果實物試驗磁芯溫升超過允許溫升 ,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考慮，但坡莫合金、鈷基非晶態(tài)價格高，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 ，在雙極性開關(guān)電源變壓器的設(shè)計中，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。 推挽電路中兩個開關(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 ,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)避免兩個開關(guān)同時導(dǎo) 通 . 3 變壓器主要參數(shù)的計算 變壓器的計算功率 半橋式變換器的輸出電路為橋式整流時，其開關(guān)電源變壓器的計算功率為： 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） KJ 取 468。 變壓器的實際輸出能力 鐵基超微晶鐵心及超微晶軟磁合金通過省級技術(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了省級技術(shù)鑒定，獲得與會專家學(xué)者的高度評價，一致認(rèn)為這兩項產(chǎn)品性能穩(wěn)定，各項技術(shù)指標(biāo)分別達(dá)到美國 UL94－ P標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo) GBm292－ 89 技術(shù)要求，在國內(nèi)同類產(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)計中，變壓器的輸出能力必須大于它的設(shè)計輸出能力。 繞組計算 初級匝數(shù)： D取 50％， Ton=D/f=(30 103)= s, 忽略開關(guān)管壓降， Up1=Ui/2=150V。 N2=Up2N1/Up1=(30 2100)/150=420匝 導(dǎo)線線徑 Ip1=Up2Ip2/Up1= 2100/150= 電流密度： J=KJAP－ － 2=468 － 10－ 2=考慮到線包損耗與溫升，把電流密度定為 4A/mm2 （ 1）初級繞組： 計算導(dǎo)線截面積為 Sm1=Ip1/J=初級繞組的線徑可選 d=,其截面積為 。 次級繞組的線徑可選 d=，其截面積為 。 4 線圈繞制與絕緣 為減小分布參數(shù)的影響，初級采用雙腿并繞連接的結(jié)構(gòu)，次級采用分段繞制，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，繞制后的線圈厚度約為 。在變壓器的絕緣方面，線圈絕緣選用抗電強(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) 該超微晶開關(guān)電源變壓器，環(huán)氧灌注絕緣后通過了產(chǎn)品的電性能檢測和機(jī)載條件的環(huán)境試驗，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)量優(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 本文主要研究開關(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，研究了幾種常用的開關(guān)電源中的變壓器的作用及其工作原理，并通過設(shè)計 30KHZ的高頻開關(guān)電源變壓器讓我認(rèn)識到 寫論文是一個不斷學(xué)習(xí)的過程，從最初剛寫論文時對 變壓器設(shè)計 的問題的模糊認(rèn)識到最后能夠?qū)υ搯栴}有深刻的認(rèn)識，我體會到實踐對于學(xué)習(xí)的重要性，以前只是明白理論，沒有經(jīng)過實踐考察，對知識的理解不夠明確，通過這次的做，真正做到 理論 時間相結(jié)合。同時我也深刻的認(rèn)識到，在對待一個新事物時，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)常安排見面會，兢兢業(yè)業(yè)地為我們排憂解難，多次指出我們設(shè)計中的錯誤，并講解錯誤的原因，使我們能及時改正 .幫助我們開拓設(shè)計思路，精心點撥、熱忱鼓勵。在此，向 王 老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意。在此感謝幫助過我的同學(xué)，感謝學(xué)校給予我們良好的工作環(huán)境。 感謝大學(xué) 三 年來對我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助的所有老師及共同走過四年同窗的同