我公司主要生产:智能伺服变压器、电子伺服变压器、三相伺服变压器、三相干式变压器隔离变压器JBK控制变压器、行灯照明变压器、电源变压器、开关电源变压器、高频变压器 ENGLISH   한국어  日本語

德州信平电子有限公司

网站首页 > 新闻资讯 > 业界资讯

智能伺服变压器:高频变压器磁芯参数、组装结构和温升验证

2018-08-27 09:07:30 德州信平电子有限公司 阅读

磁芯参数

高频电源变压器磁芯参数设计中,要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制,还要受损耗的限制,同时还与功率传送的工作方式有关。对变压器功率传送方式的磁通单方向变化工作模式,ΔB=Bm-Br,既受饱和磁通密度限制,又更主要地是受损耗限制。但是单方向变化的高频电源变压器工作时,沿局部磁滞回线来回变化,磁芯损耗比双方向变化沿大的磁滞回线来回变化小,只有它的30%~40%。而材料测试时是按正弦波双向激磁条件下变化的ΔB为2Bm进行的。因此,Bm可以取材料测试损耗值时,选取的B值高一倍以上。Br受材料磁滞回线上的Br限制,可以用开气隙的办法来降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB。虽然开气隙后,激磁电流有所增加,但增大ΔB后可以减少磁芯体积,还是值得的。

对变压器功率传送方式磁通双方向变化工作模式,ΔB=2Bm,工作的磁滞回线包围的面积比局部回线大得多,损耗也大得多,Bm主要受损耗限制,在双方向变化工作模式中,还要注意由于各种原因造成激磁的正负变化的伏秒面积不相等,而出现直流偏磁问题。可以在磁芯磁路中加一个小气隙,或者在电路设计时加隔直流电容,或者采用电流型控制来解决。对电感器功率传送方式,磁导率是有气隙后的等值磁导率,一般都比磁化曲线测出的磁导率小。可以在确定磁芯结构后,直接测试它边线圈参数高频电源变压器设计的线圈参数包括:匝数,导线截面(直径),导线形式,绕组排列和绝缘安排。原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定,匝数不能过多,也不能过少。如果匝数过多,会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少,在外加激磁电压比较高时,有可能使匝间电压降和层间电压降增大,而必须加强绝缘。副绕组匝数由输出电压决定。

高频电源变压器主要用于高频开关电源。开关电源可以对输出电压进行调整,调整上限受允许的开关占空比限制。在从要求的负载电压计算变压器输出电压时,应考虑开关占空比,串联二极管压降和变压器的内阻抗压降。导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。绕组损耗(铜损)占总损耗比例比较大时,推荐电流密度取2~4A/mm2,铜损占总损耗比例比较小时,推荐电流密度取8~12A/mm2,但是,要经过变压器温升校核后进行必要的调整。还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。在同样匝数下,导线截面直径增加,内层排列的匝数减少,层数增加。而漏磁场分布*近磁芯的内层大,外层小,与磁芯距离平方成反比例地衰减。这样,漏磁通大的内层交链的匝数减少从而使漏感下降。

1)如果原绕组电压高(例如220V),副绕组电压低,可以采用副绕组*近磁芯,接着绕反馈绕组,原绕组在最外层的绕组排列形式,这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排;

2)如果要增加原和副绕组之间耦合,可以采用一半原绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组和副绕组,最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式,这样有利于减少漏感。

绝缘安排首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级,要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。等级低,满足不了耐热要求,等级过高,会增加不必要的材料成本。其次,对在圆柱形磁路上绕线的线圈,最好采用线圈骨架,既可以保证绝缘,又可以简化绕线工艺。还有,线圈最外层和最里层,高压和低压绕组之间都要加强绝缘。如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜,加强绝缘应垫2~3层绝缘薄膜。

组装结构

高频电源变压器组装结构分为卧式和立式两种。如果选用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯,都采用卧式组装结构,上下表面比较大,有利于散热或者附加散热器,高度低,有利于安装在印刷电路板上。组装结构中采用的夹件和接线端子等尽量采用标准件,以便于外协加工,降低成本。

温升验证

温升校核可以通过计算和样品测试来进行。一般通过样品试验进行温升核算的比较多一些。如果样品试验温升不超过允许温升,可以通过。但是试验温升低于允许温升15℃以上,要对绕组的电流密度和导线截面进行调整,适当增加电流密度和减少导线截面。如果样品试验温升超过允许温升,则要对绕组的电流密度和导线截面进行调整,适当减少电流密度和增加导线截面。如果增加导线截面,窗口绕不下,要增加磁芯尺寸。如果样品试验磁芯温升超过允许温升,则要增加磁芯的散热面积,加大磁芯。

高频电源变压器随着工作频率的提高,设计不断发生变化,不断出现新的软磁材料,新的磁芯结构,新的导线材料和绝缘材料,新的线圈结构和组装结构等等,不断出现新的设计方法。

高频电源变压器设计也有目标,设计的目标是实现设计原则,在具体使用条件下完成具体的功能中追求性能价格比最好。

信平电子变压器


Powered by MetInfo 6.0.0 ©2008-2018 www.metinfo.cn