本文将重点介绍低频变压器和高频变压器的测试方法,希望对您有所帮助。
低频变压器用于传输信号电压和信号功率,也可以实现电路之间的阻抗匹配,隔离直流电源。原则上,高频变压器和低频变压器没有区别。但由于高频和低频的频率不同,变压器使用的铁芯也不同。低频变压器一般采用高导磁性硅钢板,高频变压器采用高频铁氧体芯。
舌口32 mm、厚34 mm、宽96 mm,最大功率使用多粗的线,舌口是指,EI变压器铁芯截面积是指E片中间的水平(插入Satons变压器骨架中间方口的宽度为铁芯舌宽和插入变压器骨架方口的所有方口E板的总厚度是叠加的乘积。最简单的是指变压器骨架中间方口的面积。变压器铁芯截面积是指线圈的部分:舌宽×叠厚=截面积,单位:cm2。[2]
(1)变压器硅钢片截面:3.2 cm*3.4cm*0.9=9.792cm2
(2)变压器功率按硅钢片截面计算:P=S/K^2=(9.79/1.25)^2=61.34瓦(取60瓦)
(3)根据截面计算线圈每伏几匝:W=4.5*105/BmS=4.5*105/(10000*9.79)=4.6匝/伏
(4)初级线圈匝数:220*4.6=1012匝
(5)初级线圈电流:60W/220V=0.273A
(6)初级线圈线径:d=0.715 =0.37(mm)
(7)次级线圈匝数:2*(51*4.6*1.03)=2*242(匝)(1.03是降压系素,双级51V=2*242匝)
(8)次级线圈电流:60W/(2*51V)=0.59A
(9)次级线径:d=0.715 =0.55(mm)
E舌宽以中间舌计算。计算公式:输出功率:P2=UI
考虑到变压器的损耗,初级功率:P1=P2/η(其中η=0.7~0.9.一般大功率取大值)
每伏匝数计算公式:N(每伏匝数)=4.5×105/B×S(B=硅钢板的导磁率一般在8000~12000高斯,好的硅钢板选择大值,反之亦然。S=铁芯舌的面积,单位是cm2)如果硅钢片的质量一般可以选择1万高斯,可以简化为:
N=45/S
计算次级绕组圈数时,考虑变压器泄漏感和导线铜损,必须增加5% 绕组余量。初级不需要增加余量。
电流求线径:I=P/U (I=A,P=W,U=V)
线径为每平方毫米≈2.5~2.6A选取。
首先要说明的是,变压器的截面积是线圈所覆盖位置的截面积。如果你的铁心区(线圈所覆盖的位置)是32*34=1088 mm2=10.88 cm2
小变压器计算简单:
1,每伏匝数
每伏匝数=55/铁心截面
例如,你的铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米
因此,每伏匝数=55/5.6=9.8匝
2,求线圈匝数
主线圈 n1=220╳9.8=2156匝
次级线圈 n2=8╳9.8╳1.05=82.32,可取为82匝
在二次线圈匝数计算中.05在有负荷时考虑压降
3、求导线直径
你未说明你要求输出多少伏的电流是多少安?这里我假定为8V,电流为2安。
变压器输出容量=8╳2=16伏安
变压器的输入容量=变压器输出容量/0.8=20伏安
初级线圈电流I1=20/220=0.09安
导线直径 d=0.8√I
主线圈导线直径d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米
次级线圈导线直径 d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米
注意层间电压绝缘,导致端绝缘问题。
低频电路使用高频变压器的影响是什么?
低频电路中使用的高频变压器电流增加,可能会烧坏变压器。由于电感与交流频率成正比。
高频电路中使用的低频变压器电流减小,因为电感与交流频率成正比,不会损坏变压器。高频电路不能正常工作。
高频变压器是指开关电源变压器,而不是工频变压器(50~60Hz工作频率)。开关电源变压器的工作频率通常K~200K HZ在范围内,它的电感也很小,从100微亨到1毫亨。
工频变压器至少感应亨利(1万uH微亨=1mH毫亨;1000mH毫亨=1H亨利;)级以上。
根据阻抗原理,在相同的感应和电压下,工作频率越高,感应阻力越大,电流越小小,电流变得非常大,类似于短路。
其次,开关电源变压器的磁芯不同,是铁氧体;工频变压器是铁硅片,许多铁硅片叠加,以提高工作效率,减少磁损伤涡流。
一般来说,高频变压器要求的测试项目包括:
1.电感
2.漏感
3.耐压
4.绝缘电阻
概念:变压器初级电感是指初级绕组在次级开路时的有效电感
试验条件:变压器的试验条件与其工作条件一致。由于变压器铁芯磁化曲线的非线性,当频率、交流电压和直流磁化电流发生变化时,铁芯的有效磁导率也发生变化,导致电感发生变化。
测试电感必须规定的测试条件:
1.测试频率;
2.变压器或电感器两端交流电压;
3.直流磁化电流。
概念:泄漏感是指线圈之间无链的泄漏磁通产生的电感,与线圈尺寸、绕组排列、匝数等因素有关。泄漏感是与测试电压无关的线性电感。
漏感分类:
1.初级漏感。指所有次级绕组短路时初级测量的电感。
2.二次泄漏感。指变压器初级绕组短路时二次测量的电感。
3.初级对任何二次绕组的泄漏。对于几个绕组的变压器(如多阻抗输出变压器),初级半短路时,初级测量的电感。
绝缘电阻。变压器各绕组及绕组与铁芯、静电屏蔽层之间的绝缘电阻在常态下均应大于1000MΩ 高温试验和恒定温度试验后,应不少于10MΩ(IEC-65规定不低于4 MΩ),绝缘电阻的直流电压为500V。
变压器的主次绕组、铁芯和静电屏蔽层应能承受50个Hz,3500V(有效值)电压作用(IEC-65规定为3000V有效值)。二次绕组和铁芯和静电屏蔽层可承受50%Hz,1000V(有效值)电压无击穿和飞弧(arcing)。限定电流为1mA(值视变压器功率最大不超过10mA。
高频变压器(如FLYBACK)在向负载系统提供能量的过程中,当导线长且布线不合理时,线间产生的寄生电容会增加到不可忽视的程度,共模噪声会通过寄生电容器传播并导入负载系统,使负载系统无法正常工作。
试验表明,交接线的传输效果优于平行线。即将输出端的两条线直接交接在一起,然后通过滤波电容传输到负载,可以获得良好的滤波效果。该方法是实际应用中最经济、最有效的方法之一。
目的:消除绕组间分布电容产生的电耦合,防止外部高频信号干扰变压器工作信号和负载。
措施:静电屏蔽、磁心接地、变压器金属盖
方法:对于静电屏蔽,在初级和次级之间用铜带或金属绝缘膜隔离,形成电气屏蔽。屏蔽厚度必须远小于穿透深度,一般为穿透深度的三分之一。屏蔽应直接焊接到变压器主线圈的静态(输入电源 或-)电压端或地面,屏蔽本身的绝缘不能形成短路匝,以发挥屏蔽作用。
一般来说,变压器的初级或多或少有泄漏感,一些高频变压器用于开关电源(switching)上,使用开关电源IC,一般称为电源开关管。当电源开关管由导通到截止时会产生反电动势,反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电,从而产生阻尼振荡,即产生振铃。漏感产生的电动势的幅度也很高,其能量也很大,因此漏极钳位电路的损耗大,电源的效率低。如果不采取保护措施,反电动势力产生的阻尼振荡还会产生很强的电磁辐射,不但对机器本身造成严重干扰,对机器周围环境也会产生严重的电磁干扰。
对于符合绝缘和安全国际标准的高频变压器,其泄漏感应为次级开路时初级电感的1%~3%。
为了减少变压器泄漏对周围电路的影响,一方面要求变压器泄漏较小,另一方面,变压器外围必须包裹一层薄铜箔,形成低阻抗短路线圈,通过涡流失去泄漏产生的感应能量。
如何尽量减少变压器的泄漏?
1.选用高饱和磁感应强度、低损耗的磁性材料来减少绕组的匝数。
2.减少绕组厚度,增加绕组高度;
3.尽量减少绕组间的绝缘厚度;
4.初级分层交叉绕制;
5.对于环行磁心变压器,应均匀地绕过环行磁心。
分布电容器的影响:分布电容器是导致开关初级和次级共模噪声的通道。它不仅可以降低开关电源的效率,还可以与绕组的分布电感器组成LC振荡器产生振铃噪声,其中电容分布在初级绕组中的阴影响尤为显着。
减少分布电容的方法:
1.尽量减少每匝导线的长度;
2.在初级绕组间加绝缘层。
一个高效率的高频变压器应该具备以下条件:直流损耗和交流损耗低,绕组本身的分布电容以及各绕组间的耦合电容要小。
变压器的损耗:
1.直流损耗。是由线圈的铜损耗造成的。为提高效率,应该尽量选较粗的导线,并使其电流密度在4~10A/MM2范围内。
2.交流损耗。是由于高频电流的趋肤效应以及磁心损耗引起的。高频电流通过导线时总是趋向于从导线表面流过的现象称为趋肤效应。
变压器的损耗就是两者之和。
软磁铁氧体磁心总损耗通常分为叁种类型:磁滞损耗、涡流损耗Pc 和剩余损耗Pr 。
磁滞损耗正比于直流磁滞回线的面积,与频率成线性关系。
涡流损耗Pc=Cef2B2/ρ ,其中Ce是尺寸常数,ρ是在锚点测量频率f时的电阻率。随着频率提高,涡流损耗在总损耗中的比重逐步增大,当工作频率达到200~500kHZ时涡流损耗已经占支配地位。
在磁芯线圈中加上交流电压时,线圈中流过激磁电流,激磁安匝产生的全部磁通Φ通过磁芯,假如磁芯是导体,磁芯本身截面周围将链合全部磁通而构成单匝的次级线圈。
当交流激磁电压为U1时,根据电磁感应定律可知,U1= N1dΦ /d t,每一匝的感应电势,既磁芯截面最大周边等效一匝感应电势为U1/N1= dΦ /d t.。
因为磁芯材料的电阻率不是无穷大,顺着磁芯周边有一定的电阻值,感应电压产生电流ie,即涡流,流过这个电阻引起损耗,即涡流损耗。
气隙(Gap)的作用:
1.避免磁芯饱和,降低剩余磁感应强度就提高磁芯工作的直流磁场强度。
2.使磁化曲线倾斜,以提高直流工作磁场。
气隙(Gap)最好开在中柱。因为杂散磁通、边缘磁通和端面磁通全部经过线圈中心的截面,这里的磁通密度最大,可能先发生饱和。
趋肤效应。导线中有交流电通过时,因导线内部和边缘部分所交链的磁通量不同,导致导线截面上的电流产生不均匀分布,相当于导线有效面积减少,这种现象称为趋肤效应。随着工作频率的提高,趋肤效应影响越大。
穿透深度。穿透深度是由于趋肤效应,交流电沿导线表面开始能达到的径向深度导线流过高频交变电流时,有效截面的减少可用穿透深度来表示。
导线的选择塬则。在选用变压器初、次级的线经时,应遵循导线直径小于两倍穿透深度的塬则,当导线要求的直径大于两倍穿透深度的决定的线径时,可采用小直径的导线(直径应该小于两倍穿透深度)多股并绕或者采用扁铜线设计。
对于低频变压器和高频变压器的相关介绍就到这里了,希望本文能对你的学习有所帮助。


