硬件設(shè)計(jì)及必須提供環(huán)形變壓器

1、.導(dǎo)磁也都在 12000 以上，大部分在 15000 左右 1 環(huán)形變壓器的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)1.1 環(huán)形變壓器的鐵心是用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片（片厚一般為 0.35mm 以下），采用高磁通密度晶粒取向硅鋼帶卷繞而成的。所謂“晶粒取向”是指硅鋼帶在扎制時(shí)，使硅鋼帶的導(dǎo)磁率出現(xiàn)了橫向和順向的差異?！熬ЯＨ∠颉笔侵秆幼畲髮?dǎo)磁率方向剪切成帶料，這樣卷繞而成的鐵芯性能最優(yōu)，而普通剪切成的 EI 型鐵芯不能順著晶粒取向?qū)Т抛顑?yōu)而成型。由此帶來了下述一系列的優(yōu)點(diǎn)。環(huán)形變壓器與同功率普通變壓器相比，。變壓器與整流電路大多數(shù)作電源用的環(huán)形變壓器都與整流電路相連，現(xiàn)將最常用的整流電路和變壓器次級(jí)電壓 U2、次電流 I2 與直流

2、電壓UDC 直流電流 IDC 的關(guān)系列在表 3 中，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。雙整流電路 0.8(UDC+2)1.8IDC橋式整流電路 0.8(UDC+2)IDCd全波中心抽頭 1.7(UDC+1)1.2IDC2 環(huán)形變壓器的分類r 型變壓器（圖三）是九十年代后開發(fā)出來的一種性能更為優(yōu)秀的品種。是由男發(fā)明的。r 型變壓器具有環(huán)型變壓器的所有優(yōu)點(diǎn)：北村機(jī)電株式會(huì)社社長(zhǎng)1，漏磁極小，僅為 ei 型變壓器的 1/10、c 型變壓器的 1/5 左右。2，損耗小，低，相同功率下只有 ei 型變壓器的 1/2。3，頻率特性好：r 形變壓器在中頻（400hz）工作時(shí)顯示出極小的空載電流和空載損 耗，其數(shù)量 級(jí)甚至可以達(dá)

3、到工作在 50hz 時(shí)的量值；r 形變壓器在音頻范圍內(nèi)工作時(shí)，顯出優(yōu)于其他任何類形變壓器的幅頻性好：電壓波形失真度0.2%,頻率響應(yīng)1db。r 型變 壓器的缺點(diǎn)同環(huán)型變壓器一樣，抗直流飽和性能差！其次就是目前的市場(chǎng)價(jià)格還比較昂貴， 相同功率下其價(jià)格是 ei 型的一倍，比環(huán)型的要貴出 1/3 多。r 型變壓器聲音非常飽滿堅(jiān)實(shí)，樂器質(zhì)感很好，有著比環(huán)型變壓器更為出色的力和瞬變。低頻有著比其他變壓器更為清晰的層次表現(xiàn)。但聲音偏冷艷，聲底淡一些，中頻也相 對(duì)薄一點(diǎn)。低頻的量感相對(duì)功率的環(huán)型變壓器來說似乎少一些。下潛深度也有所不及。同時(shí) r 型變壓器由于結(jié)構(gòu)上的生理缺陷，抗直流飽和性能也更差。5 環(huán)形變

4、壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算通過設(shè)計(jì)一臺(tái) 50Hz 石英燈用的電源變壓器，其初級(jí)電壓 U1=220V，次級(jí)電壓 U2=11.8V，次級(jí)電流 I2=16.7A，電壓調(diào)整率 U7，來說明計(jì)算的方法和步驟。1）計(jì)算變壓器次級(jí)功率 P2P2=I2U2=16.711.8=197VA(5)2）計(jì)算變壓器輸入功率 P1（設(shè)變壓器效率 =0.95）與輸入電流 I1式中：K系數(shù)與變壓器功率有關(guān)，K=0.60.8，取 K=0.75；根據(jù)現(xiàn)有鐵心規(guī)格選用鐵芯尺寸為：高 H=40mm，內(nèi)徑 Dno=55mm，外徑 Dwo=110mm。71 空載特性測(cè)試測(cè)量電路如圖 8 所示。測(cè)得的數(shù)據(jù)列于表 4，按照表 4 的數(shù)據(jù)，繪出圖 9 所

5、示的空載特性曲線。從變壓器的空載特性看出設(shè)計(jì)符合要求，在額定工作電壓 220V 時(shí)（工作點(diǎn)為A），變壓器的空載電流只有 13.8mA，即使電源電壓上升到 240V 變壓器工作在B 點(diǎn)鐵心還未飽和，有較大的。72 電壓調(diào)整率測(cè)量變壓器在空載時(shí)測(cè)得的次級(jí)空載電壓 U20=12.6V，當(dāng)通以額定電流 I2=16.7A 時(shí)，次級(jí)輸出電壓為U2=11.8V，按式（2）計(jì)算電壓調(diào)整率為變壓器電壓調(diào)整率達(dá)到 U7的指標(biāo)。變壓器磁心型式的選取原則與繞制方法變壓器的磁心和結(jié)構(gòu)參數(shù)，取決于在裝配中所選用的磁心型式和繞制技術(shù)。當(dāng)選擇磁心時(shí)，通常其物理高度和成本是最重要的。這對(duì)于交流電網(wǎng)轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)電源是十分重要的

6、，因?yàn)橥ǔＫ鼈兪欠庋b在密閉的盒內(nèi)。當(dāng)應(yīng)用元件的高度允許的尺寸要求較小時(shí)，可以使用低成本的BE 型或者是 EI 型磁心（如的 TDK 和TOKIN 公司產(chǎn)品，或者是歐洲的PHILIPS、和THOMSON 公司產(chǎn)品）。當(dāng)設(shè)計(jì)應(yīng)用需要較小的磁心截面積時(shí)，可以選用BPD 型的磁心產(chǎn)品，如果要設(shè)計(jì)多重輸出電源時(shí)，PER 型磁心提供了一個(gè)大的窗口面積，它需要的匝數(shù)較少，真繞線架的可用引出腳較多。當(dāng)空間不是問題時(shí)，ETD 型磁心通常用于較高的功率。PQ 型磁心比較昂貴，但它所占據(jù)的印制板空間較少，并且比E 型磁心需要的匝數(shù)少些。對(duì)于安全絕緣要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用罐型磁心、RM 磁心。環(huán)型磁心通常不適合反激式開

7、關(guān)電源變壓器使用。反激式變壓器在繞制時(shí)，應(yīng)在初級(jí)與次級(jí)之間加入絕緣措施。例如，通信技術(shù)設(shè)各必須滿足歐洲的 IEC950 和的UL1950 的電氣絕緣標(biāo)準(zhǔn)的要求。這些文件同時(shí)還詳細(xì)地說明了使用于變壓器結(jié)構(gòu)的絕緣系統(tǒng)的漏電和間隔距離。通常在變壓器初級(jí)與次級(jí)之間需要有 56 mm的漏電距離（符合規(guī)范和要求）。電氣絕緣指標(biāo)通常是指定電氣強(qiáng)度的測(cè)試，施加典型值 3000 V 交流高壓的時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 60 s 而不被擊穿。如果每個(gè)絕緣隔層的電氣強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求，那么在變壓器初級(jí)與次級(jí)之間可以采用兩個(gè)絕緣層，一層是基本的，另一層是補(bǔ)充的。如果兩個(gè)絕緣層組合仍不符合電氣強(qiáng)度要求，也可以采用帶增強(qiáng)的三個(gè)絕緣層。圖

8、 1 給出了大多數(shù)反激式變壓器在繞組兩側(cè)邊緣使用的限制技術(shù)。通常，邊緣限制是用膠帶來隔層的，膠帶開縫的寬度要求留有邊限，以便封裝，以足夠的隔層來配合繞組高度。在一般情況下，繞組單側(cè)絕緣限度是半個(gè)初級(jí)繞組到次級(jí)繞組的漏電距離（通常是 25 mm）。磁心的骨架應(yīng)當(dāng)選擇得足夠大，實(shí)際上繞組的絕緣寬度最小是兩倍的總漏電距離。注意保持變壓器的耦合并減小漏感。初級(jí)繞組是在邊框之內(nèi)卷繞的。為了減少因絕緣磨損而引起的隔層電壓擊穿，改進(jìn)層與層之間的絕緣，并減少分布電容，初級(jí)繞組的隔層應(yīng)最少用一層 UL 規(guī)范要求的聚酯薄膜膠帶（3M1298）絕緣，在邊框之間膠帶應(yīng)有適合的寬度。圖 1 變壓器骨架兩種不同的邊緣卷繞

9、方法的示意圖用清漆或環(huán)氧樹脂浸漬也可以改善隔層之間的絕緣性能與電氣強(qiáng)度，但不能減少分布電容。偏置繞組可以隨后卷繞在初級(jí)繞組之上。補(bǔ)充的或增強(qiáng)的絕緣，由兩層或三層符合UL 規(guī)范要求的聚酯薄膜膠帶剪成骨架的滿寬度，然后再在初級(jí)繞組與偏置繞組外。邊緣部分還需要再三卷繞。次級(jí)繞組被卷繞在邊界之內(nèi)。另外，還要增加兩層或三層膠帶來固定繞組。絕緣套管常用于套隔導(dǎo)線所有繞組時(shí)，以確保在導(dǎo)線穿越之處符合漏電距離的要求。應(yīng)采用最小壁厚為 0.41 mm 的尼龍或四氟乙烯套管，使繞組符合安全的絕緣要求。考慮到因?yàn)樽儔浩鞔判氖潜坏臒o電壓金屬材料，也就是說磁心雖然導(dǎo)電，但沒有接觸電路，因此它是安全的。從初級(jí)繞組（或者是

10、導(dǎo)線通過之處）到磁心的距離，以及從磁心到次級(jí)繞組（或者是導(dǎo)線通過之處）增加的距離，必須等于或大于規(guī)范要求的漏電距離。當(dāng)初級(jí)繞組有多個(gè)絕緣隔層時(shí)，圖 1 給出了初級(jí)的Z 形繞和C 形繞。注意接漏極的初級(jí)端繞線，它被埋在第二個(gè)隔層之下，可以做自身，減少電磁干擾 EMI（共模傳導(dǎo)輻射電流）。Z 形繞法減少了變壓器的分布電容，也就減少了高頻交變損耗，提高了效率，但繞制比較，成本較高。而C 形繞法比較容易實(shí)現(xiàn)，繞制成本也比較低，但它的損耗較大，效率較低。圖 2 給出了一種新的工藝：在次級(jí)采用了雙重絕緣導(dǎo)線或三重絕緣導(dǎo)線，以消除所需的邊緣限制（絕緣導(dǎo)線的規(guī)范，可在有關(guān)的資料中查到）。在雙重絕緣導(dǎo)線中，通常

11、每個(gè)絕緣隔層都能符合安全的電氣強(qiáng)度要求；在三重絕緣導(dǎo)線中，每?jī)蓚€(gè)隔層之間都起絕緣效果，通常應(yīng)符合電氣強(qiáng)度要求。在變壓器骨架的繞制和焊接過程中，特別要注意防止絕緣層的損傷，細(xì)心總結(jié)實(shí)際的制作工藝與技巧。圖 2 卷繞變壓器骨架的三重絕緣導(dǎo)線的示意圖上述工藝減小了變壓器的尺寸，并且降低了增加邊緣界線的工作量，但其材料成本較高，增加了繞組的成本。初級(jí)繞組被卷繞在骨架邊緣的全部寬度上，可以考慮把偏置繞組覆蓋在初級(jí)繞組上。在初級(jí)或偏置繞組與次級(jí)繞組之間，通常需有一層膠帶，以防止絕緣導(dǎo)線的磨損。為了固定絕緣繞組，還需另外增加一層膠帶。圖 3 還標(biāo)出了卷繞偏置繞組的交替繞制位置，它直接覆蓋了次級(jí)繞組，可以改進(jìn)與次級(jí)繞組的耦合效果，并且減少漏感（即改進(jìn)了偏置繞組反饋電路中的負(fù)載調(diào)整率）。請(qǐng)注意，由于偏置繞組是屬于初級(jí)電路，在次級(jí)繞組與交替的偏置繞組之間，應(yīng)在卷繞變壓器邊緣界線時(shí)，必須加有另外的絕緣隔層，以補(bǔ)充或增強(qiáng)絕緣性能。圖 3 變壓器的繞制工藝示意圖小型變壓器的簡(jiǎn)易計(jì)算：以下為舉例:1，求每伏匝數(shù)每伏匝數(shù)=55/鐵心截面你的鐵心截面=3.51.6=5.6 平方厘米故，每伏匝數(shù)=55/5.6=9.8 匝2，求線圈匝數(shù)初級(jí)線圈 n1=2209.8=2156 匝次級(jí)線圈 n2=89.81.05=82.32 可取為 82 匝 次級(jí)線圈匝數(shù)計(jì)算中的 1.05 是考慮有負(fù)荷