變壓器設(shè)計(jì)方案

1、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(shuō)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(chǎng)合，其中硅鋼片主要用于工頻變壓器，因?yàn)?U 值在 1.5K 附近，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，一般在百附近， B值相對(duì)硅鋼片小，但是比高導(dǎo)材料（錳芯鎳鋅）大很多，主要用于直流分量大的場(chǎng)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(hào)耦合傳輸。 比如驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及電壓電流采樣。這種材料主要繞幾匝就能滿足感量要求以及合適的激勵(lì)電流

2、。說(shuō)說(shuō)變壓器的設(shè)計(jì)首先我們知道變壓器是一個(gè)激勵(lì)電感和理想變壓器構(gòu)成， 當(dāng)然還有初次級(jí)漏感。 但我們可以先假設(shè)漏感忽略不記。 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(dòng)勢(shì)。這直接和 B 值有關(guān)。其他條件不變下， NI 越大， B 值越大，越容易磁飽和。那么好了，現(xiàn)在討論下 NI 值怎么取才能讓 B值處在一個(gè)安全的范圍內(nèi)。相信大家知道 B=UH，這是定義出來(lái)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，如果要減小 B 值就得減小 NI 乘積（同一磁環(huán)）。激勵(lì)

3、電流 I 是和電感量成反比的。如果增大電感量則激勵(lì)流會(huì)下降，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 N 成正比 ,L N*N?。而U=LI/T, 把 L 值代進(jìn)去得 UN*N?I/T 。所以由此式可知 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(wú)窮大，這樣 B 不容易飽和，但是實(shí)際情況總有個(gè)度 ,首先就是我們的變壓器功率。因?yàn)槲覀兛傄敵鲆欢üβ剩?否則變壓器就失去了作用。 既然要輸出功率那么肯定有一的電流過(guò)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

4、值太小，否則磁環(huán)利用率低，所以我們要取個(gè)平衡值。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(kāi)始選擇磁環(huán)大小。根據(jù)磁環(huán)大小來(lái)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值在一定范圍內(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)率減少 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(shì)：由上面推導(dǎo)知道 B1/B2=N2/N1。所以增大一倍匝數(shù)，則 B 值減少一半。相同形狀 L 相同 Ur 不同下。首先 L 值不變，因此 I 值也不變。高 值下必然得減少 N值以保持 L 不變，所以由 LN* 知，N1*1=N2*2，所以 1/ 2=（ N2/N1）。所以 N2=( 1/ 2)*N1 。由 B=KH得（ K是比例常數(shù)，由磁環(huán)形狀決定） ，當(dāng)形狀一樣時(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(duì)于 BUC