变压器设计过程中会遇到磁芯,绕线等的选择对新手十分不友好,看精通开关电源设计和找已经就业了的学长学习了下这部分内容,写篇文章防止以后忘记。(若果有技术上的问题,可以在评论区留言,文章属于自己的学习笔记,可能会有在知识性错误,手下留情)

 一.  变压器和电感设计流程

1.根据拓扑和参数要求计算磁性元件的电感量

2.选择任意磁芯核算是否符合要求

3.选择绕线,并核算绕线是否符合要求。

二.详细设计流程

                根据拓扑计算电感量就不细说了,大家根据自己的拓扑自行计算。

                选择任意磁芯后需要核算以下几部分:

                a:最大磁通密度是否符合要求,这里要注意如果使用峰值电流计算的电感可以将最大磁通密度放到0.3-0.35T,如果是变压器,最大磁通密度建议放到0.13-0.15T。这是因为相比于电感,变压器更加容易饱和,在接近饱和磁通时,磁性元件的损耗会急剧增加,且变压器磁芯需要反复磁化,磁通密度高时磁滞损耗和涡流损耗都会显著增加。一般会将安裕量留到1/2或1/3左右。

                b:检查铜磁损是否合理,一般计算后铜损略大于磁损(磁损大于铜损也可以用,但可能不是更优的选择方案),且加起来总损耗占设备总功率的百分比要能在要求承受范围内。

                c:核算所选导线能否绕的下,以及用什么绕法更加合理,这里的线宽建议比商家给出的参数略大一些,留一定的裕量。不能说是绕不下或者绕出来有很多空余的未利用地空间,不符合的都需要从新选择磁芯。考虑到邻近效应,一般绕三层左右最佳。

                d:选择绕线时,需要注意线的载流能力够不,以及电流密度是否在合理范围内。电流密度室温下自然风冷建议4-5A以下最好。

         注意:若选择的磁芯很大可以用多个小的磁芯原边串副边并来减小体积(矩阵变压器),一般在实际生产中也不会选择很大的磁芯(PQ40以下)。

                   传统的磁芯设计过程中会选择AP法等的方法来选择合适的磁芯,本文没有介绍是因为此方法依赖经验(被称为AP经验法),且计算起来繁琐,并没有贬低踩高的有意思。

三. 这里放一些在mathcad里计算的图片供大家参考(电感量160uh,选择PC95的铁氧体材料)

Logo

DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。

更多推荐