04、电感变压器设计.pptVIP

磁元件设计共性问题 开关电源技术——tqzheng@ 气隙的作用 Comparative core usage of asymmetrical and symmetrical converters. 气隙磁路计算 电感和变压器设计的共性问题 电导体设计 集肤效应（也称趋肤效应(skin effect)） 当导线中通过交流电流时，因导线内部和边缘部分所交链的磁通量不同，致使导线表面上的电流产生不均匀分布，相当于导线有效截面减少，这种现象称为集肤效应。 英规导线(AWG) 磁性体的选择 变压器设计 ——面积相乘法（AP法） ——几何参数法（KG法） 一、面积相乘法（AP法） 相关概念 1.功率容量：半个窗口的容量 2.有效磁芯面积：截面积 3.窗口面积： 4.窗口利用系数：铜导线所占面积 5.散热面积：磁芯散热面积+线圈散热面积 例题 推挽方式工作 输入电压：28V 输出中间抽头，全波整流 输出电压：18V 输出电流：5A 工作频率：40kHz 效率：0.98 工作磁密：0.3T 二、几何参数法（KG法） NP NS 变压器设计 磁芯的窗口是用来绕制线圈的. 因此窗口面积AW 与变压器原副边的绕组关系很大. 事实上, 有 (3) 式中 窗口利用系数, 一般取0.4 原边绕组每匝所占窗口面积 副边绕组每匝所占窗口面积 2. 磁芯窗口面积AW的使用 分别为原副边绕组匝数 一、面积相乘法设计 变压器设计 一、面积相乘法设计 2. 磁芯窗口面积AW的使用(续) Where 电流密度 流过原边绕组电流有效值 流过副边绕组电流有效值 (4) NP NS 变压器设计 一、面积相乘法设计 于是由(2)式可得同时, 得到Ae的关系式如下: Where ——开关工作频率(Hz) ——磁通密度(T)变化率, 单边磁化取(BS - Br), 双边磁化取(2BS) (5) 原边电压允许波动时，取工作电压最大值 (6) 副边一般要求稳压 原(副)边电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ 变压器设计 一、面积相乘法设计 3. Ae.AW的表达式 NP NS 由(5) 和 (6) 两式可得 (7) UP US 电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ 变压器设计 一、面积相乘法设计 4. 电流有效值IP和IS的计算 US(NS) 单端正激(Forward) 单段反激(Flyback) 半(全)桥式(Bridge Rec.) 半(全)桥式(中抽整流) 推挽式(中抽整流) 推挽式(中抽整流) (I) (II) (III) (IV) UP (NP) UP (NP) UP (NP) UP (NP) UP (NP) UP (NP) US(NS) US(NS) US(NS) US(NS) US(NS) 电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ (7) 变压器设计 一、面积相乘法设计 4. 电流有效值IP和IS的计算(续) 电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ A. 对于非中抽线圈绕组 (原边) (副边) B. 对于中抽线圈绕组 (原边) (副边) US (NS) US (NS) US (NS) (7) 变压器设计 一、面积相乘法设计 5. UPIP的再研究 电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ A. 对于非中抽线圈绕组 B. 对于中抽线圈绕组 如果原边电压允许波动, 令高电压为UH, 低电压为UL. 则有 若副边电压也允许波动,亦然原边处理! (7) 变压器设计 一、面积相乘法设计 6. 电流密度 j 的的取值 电压允许波动时，取低电压时的电流有效值 ！ (7) j 一般取250A/cm2 ~ 600 A/cm2 j 的准确取法: 罐型磁芯 铁粉芯 金属叠片磁芯 C型磁芯 带绕铁芯 单线圈 型材类别 n值 Kj (允许25oC温升) Kj (允许50oC温升) - 0.17 - 0.12 - 0.12 - 0.14 - 0.13 - 0.14 433 403 366 323 250 395 632 590 534 468 365 569 单位: A / (cm)2 (cm)4 变压器设计 二、变压器的设计方法之二——几何参数法 NP NS 1. 面积相乘法 2. 几何参数法 mlt：每匝平均长度 该法以电流密度 或温升为设计参数 该法以电