變壓器的設(shè)計(jì)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯變壓器的設(shè)計(jì) 磁性材料以及變壓器的設(shè)計(jì)，主要說三種，一是硅鋼片構(gòu)成的工頻變壓器，一種鐵硅鋁鐵粉芯磁環(huán)，還有一種是錳鋅鎳鋅材料構(gòu)成的磁環(huán)。三種應(yīng)用于不同場合，其中硅鋼片主要用于工頻變壓器，由于U值在1.5K四周，適中，Bsat值大，達(dá)1.5T，因此抗磁飽和強(qiáng)度。鐵硅鋁鐵粉芯材料U值低，一般在百四周，B值相對硅鋼片小，但是比高導(dǎo)材料（錳芯鎳鋅）大許多，主要用于直流重量大的場合。比如用于BUCK連續(xù)電流電路。而錳芯鎳鋅磁導(dǎo)率很高，最高最達(dá)10K，因此耦合性很好，主要用于小信號耦合傳輸。比如驅(qū)動信號以及電壓電流采樣。這種材料主要繞幾匝就能滿意感量要求以及合適的激勵(lì)電

2、流。 說說變壓器的設(shè)計(jì) 首先我們知道變壓器是一個(gè)激勵(lì)電感和抱負(fù)變壓器構(gòu)成，當(dāng)然還有初次級漏感。但我們可以先假設(shè)漏感忽視不記。那么變壓器主要參數(shù)就是激勵(lì)電流和匝數(shù)了，也就是磁動勢。這直接和B值有關(guān)。其他條件不變下，NI越大，B值越大，越簡單磁飽和。那么好了，現(xiàn)在爭論下NI值怎么取才能讓B值處在一個(gè)平安的范圍內(nèi)。 信任大家知道B=UH，這是定義出來的，U就是磁導(dǎo)率，就是B與H的比值，U不是常數(shù)，但是在小H下B與H成線性關(guān)系（一般材料）,而H=KNI，K是比例常數(shù)，N是匝數(shù)，I是激勵(lì)電流。那好了，假如要減小B值就得減小NI乘積（同一磁環(huán)）。激勵(lì)電流I是和電感量成反比的。假如增大電感量則激勵(lì)流會下降，

3、但是N就得增大，否則電感量如何上升。我們知道電感量又和N2成正比,LN*N?。而U=LI/T,把L值代進(jìn)去得UN*N?I/T。所以 B=H=kNI=k(NUT)/(N2*)=KUT/N 由此式可知B1/N。所以增大N就能減小B值，所以理論上我們最好讓N值無窮大，這樣B不簡單飽和，但是實(shí)際狀況總有個(gè)度,首先就是我們的變壓器功率。 由于我們總要輸出肯定功率，否則變壓器就失去了作用。既然要輸出功率那么確定有一的電流過繞線，若取得很細(xì)，則線壓降很大，線損很大。若線取得粗則磁環(huán)大小限制，不能繞下那么多繞線，所以匝數(shù)就有限。除非增大磁環(huán)。當(dāng)然我們不必要取B值太小，否則磁環(huán)利用率低，所以我們要取個(gè)平衡值。

4、因此變壓器設(shè)計(jì)首先考慮功率輸出，然后確定需要多大的導(dǎo)線。線徑確定后就開頭選擇磁環(huán)大小。依據(jù)磁環(huán)大小來得到一個(gè)合適的L值，在該值下算出I，然后乘以N，看是否超出B值，若超出則增大N，直到B值在肯定范圍內(nèi)，假如線繞不下則換體積更大的磁環(huán)。下面驗(yàn)證為什么不增大導(dǎo)率削減N以用小體積磁環(huán)得到大功率輸出。 同一磁環(huán)不同N下B值趨勢： 由上面推導(dǎo)知道B1/B2=N2/N1。所以增大一倍匝數(shù)，則B值削減一半。 相同外形L相同Ur不同下。首先L值不變，因此I值也不變。高值下必定得削減N值以保持L不變，所以由LN2*知， N12*1=N22*2， 所以1/2=（N2/N1）2。 所以N2=(1/2)*N1。 由B=KH得（K是比例常數(shù)，由磁環(huán)外形打算），當(dāng)外形一樣時(shí)K相同。B2/B1=(2/1)。所以值增大兩倍則B值增大2倍。所以雖然增大值能減小N，但是付出的代價(jià)確是B值更加趨于飽和狀態(tài)。 對于BUCK電路，磁環(huán)上的繞線純粹是充當(dāng)電感，所以流過多少就是多少激勵(lì)電流。因此BUCK電路一般很少用高磁導(dǎo)率的磁環(huán)，而且假如有直流重量的話最好用鐵硅鋁或粉芯，首先他們磁導(dǎo)率低，其次B值大，不簡單磁飽和。第三工作頻率能上幾十KHZ。又由于硅鋼片不適合高頻，所以BUCK很少使用硅鋼片做磁環(huán)。 總結(jié)一下 能增大N盡量增大N，能用低值盡量用低值。前提是保證耦合性好。同一磁環(huán)增大N則削減B，不同磁環(huán)相同L，值