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高频变压器设计时选择磁芯的两种方法

时间:2010-03-01 11:25 来源:未知

1 面积乘积法
这里讲的面积乘积。是指磁芯的可绕线的窗口面积和磁芯的截面积,这两个面积的乘积。
表示形式为WaAe,有些讲义和书本上简写为Ap,单位为
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法

根据法拉第定律,我们有:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
窗口面积利用情况有:
KWα=NAw
变压器有初级、次级两个绕组。因此有:
KWα=2NAw

0.5KWα=NAw
我们知道:
Aw=
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
而电流有效值
I=Ip
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
得到以下关系式:
0.5KWα=
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
即:
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于是就有如下式:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
由于:EδIp=Pi 又有: Pi=
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
最后得到如下公式
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
这个公式适用于单端变压器,如正激式和反激式。
δ<0.5,Bm-T,K-0.3~0.4,η-0.8~0.9,J-A/
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
。推挽式的公式则为:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
半桥式的公式则为:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
这里的δ>0.5,例如0.8~0.9。
单端变压器如正激式和反激式:Bm=△B=Bs-Br。
双端变压器如推挽式、半桥式和桥式:Bm=2Bpk。
全桥式公式与推挽式相同,但δ>0.5,例如0.8~0.9。
在J=400A/
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,K=0.4,η=0.8,δ=0.4(单端变压器),δ=0.8(双端变压器)。公式简化如下:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
(单端变压器)
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(推挽式)
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
(半桥式和桥式)
2 几何尺寸参数法
这个方法是把绕组线圈的损耗,即铜损作为设计参数。因此,公式正是由计算绕组线圈的铜损的公式演变而来的。
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。变压器有两个绕组
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这里
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为初级绕组电阻
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
为次级绕组电阻。
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由于
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因此
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每个绕组各占一半窗口面积,全部绕组线圈的铜损的公式:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
公式简化:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
变换两个参数的位置,公式变成:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
初级安匝与次级安匝相等的关系,以及电流有效值同峰值的关系。
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
上式进一步演化成:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
同理(见面积乘积法)有:
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将两个式子代入,得出公式:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
与面积乘积法的形式相一致,公式成为如下形式:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
此公式适合各种电路形式。Bm取值同面积乘积法。
3 实际举例
单端反激式电路。输出功率Po=34W,输入最小直流电压Vi(min)=230V,输入电流峰值1.18A,占空比
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
=0.25,频率f=68kHz,t=14.7μs,初级电感L p=716μH,变压器效率η=0.8,电流密度J=400A/cm,Bm=0.11T,K=0.4,Pcu=0.34W。
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
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如采用简化公式,要将99改为78。因为原公式中δ=0.4,现在δ=0.25,所以有:
高频变压器设计时选择磁芯的两种方法
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两者结果基本一致。