繁体中文   English  Deutschland

 恒创磁电首页 首页 > 技术专区 > 常见问题 > 反激式变压器磁芯的选择

反激式变压器磁芯的选择


来源:反激式变压器     更新:2018-07-28     浏览:409
      打印   点评

单端反激式变压器磁芯的选择公式

     Ve =5555 * P / f

式中:Ve——为磁芯的体积:Ve=Ae*Le;单位为:毫米立方;

     P——为输入功率;单位为:瓦;

 f——为开关频率;单位为:千赫兹;

本公式假设:Bm=0.3T,  Lg/Le=0.5%=气隙长度/磁芯等效长度;

如果Lg/Le=气隙长度/磁芯等效长度=1%时,又如何计算呢?(请考虑)

输出功率、磁芯截面积和开关频率决定气隙,因为在反激式开关电源中气隙的体积大小决定储能的多少,频率决定能量传输的快慢;

如:EI25Ve=2050mm³,Ae=42平方毫米,Le=49.4mm;f=40KHz;η=0.75;

Lg= 0.005*49.4 = 0.247mm---气隙长度

 Pin =Ve*F/5555 = 2050*40/5555 =14.76W;

 Pout =η*Pin= 0.75 * 14.76 = 11.07W;

若:f=100KHz 则:

Pout= 11.07W *(100/40) = 27.675W;

反激式开关电源设计的思考一

      对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负载有关;当副边电流加大时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通,在空载运行和负载运行时,该励磁分量均不变化。                  励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水泵中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定。                  正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。而初次级负载安匝数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分,一般不大于总电流10%,因此不会造成磁芯饱和。                  反激式变换器和以上所述大不相同,反激式变换器工作过程分两步:      第一:开关管导通,母线通过初级绕组将电能转换为磁能存储起来;      第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。                  可见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器一样,此时仅有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。初级的全部电流用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。                 磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/dt近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。                  由上边分析可知,反激式开关电源的设计,在保证输出功率的前提下,首要解决的是磁芯饱和问题。如何解决磁芯饱和问题?磁场能量存于何处?将在下一篇文章:反激式开关电源变压器设计的思考二中讨论。

反激式开关电源设计的思考二---气隙的作用

 “反激式开关电源设计的思考一”文中,分析了反激式变换器的特殊性防止磁芯和的重要性,那么如何防止磁芯的饱和呢?大家知道增加气隙可在相同ΔB的情况下,ΔIW的变化范围扩大许多,为什么气隙有此作用呢?由全电流定律可知:

 

           由上例可知,同一个磁芯在电流不变的条件下,仅增加1mm气隙,加气隙的磁感强度仅为不加气隙的磁感应强度的4.8%,看来效果相当明显。   加了气隙后,是否会影响输出功率呢?换句话说,加了气隙变压器还能否储原来那些能量呀?看一下下面的例子就知道了:在“思考一”一文中已讨论过,当开关管导通时,次级绕组均不构成回路,此时,变压器象是仅有一个初级绕组带磁芯的电感器一样,母线将次级需要的全部能量都存在这个电感器里。如下图1就是一个有气隙的电感器:

 

             图1表示一个磁芯长为lm,气隙长为lg,截面积为Ae的磁芯,在其上绕N匝线圈,当输入电压为Ui时,输入功率为Wi:

 

 6式右边的积分为图2中阴影部分面积A,即就是说:    磁场能量的大小等于磁化曲线b和纵轴所围成的面积大小。图1中,假定磁路各部分的面积相等,磁芯各部分的磁场强度为Hm,气隙部分的磁场强度为Hg,由全电流定律得:

 

11式右边第一项是磁芯中的磁场能量,第二项是气隙部分的磁场能量,分别用Wi和Wg表示;那么:

图3中,曲线m表示图1电感器无气隙时的磁化曲线,曲线g表示有气隙时的磁化曲线。图中,面积Am表示储存在磁芯部分的磁场能量;面积Ag表示储存在气隙部分的磁场能量。

上一条: 暂无可公开信息
      打印   点评
南京恒创磁电有限公司·版权所有 - 网站备案:苏ICP备17001013号 - 网站技术:远东网络
Copyright © 2004-2014 njMagnet.com All right reserved.