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高频开合电源电源变压器的简析 三大组成要素

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  在平常交锋的电子产品中,我们都能开采有一大坨的磁芯元器件,个中有就开合电源的心脏-开关变压器。眼前大个别电源都是高频开关电源•,少少部分为线性电源。高频开关电源,具有出力高,温度好和体积小等优点。妥帖目今的电子产品•,对外表超小,超薄的哀求。线性电源虽然具有纹波电流小,电磁搅扰小等优点。但其体积大,效率不高,只用在一些精良小功率的产品中。许多电子产品中都是高频开关电源,他遐想者和保护人员就不得不对开关电源的变压器有所显露。

  高频开关变压器在电源中的影响是变压和隔绝。1•. 变压又能够分为升压和降压两种,大个别的开关电源都是降压的。这类电子产品有台式机电源,条记本适配器,手机充电器,电视机电源•,LED电源,电饭煲冰箱电磁炉辅助电源等等,都是交流90-264V输入(宽鸿沟)进程整流桥,大电容整流滤波,取得一个高压直流电。以换取220V输入为例(没有PFC的电路),在大电容上全部人的2 *220V=310V左右的电压(有PFC电说的,大电容上的电压为390V当中)。大电容的电压即是高频开闭变压器的输入电压。变压器的次级输出电压,服从使用场闭区别输出分别的电压。有5V(手机充电器),12V(台式机电源•,津贴电源),19V(札记本充电器),24V(LED说灯•,马达驱动电源),48V(LED路灯电源)等等,96V(大型声音功放电源)•。

  2•. 升压一般用在逆变电源可能DC-DC线路中,有些应急电源•,电池12V转为互换220V输出,供电器设备用。

  3. 高频开闭变压器的距离是安规恳求,为了确保用电设备的安定。在交流输入时•,开合变压器必需有安然距离,做到初级互换输入和次级用电之间的距离•,变压器首次级绕组用绝缘胶带隔离,骨架引脚初度级隔断(搜求PCB开槽断绝)。假使没有优秀的间隔•,互换电能够直通次级输出,当人体交手电子产品(如手机充电器的输出端),互换电源委人体,和大地造成回途,造成人体导电危殆。对变压器都有高压考试(HI-PO),寻常央浼3KV(有些增强测试,测验电压更高)。

  个中填补了锰锌••,镍锌等金属物,挽救磁芯的磁导率和铁损。锰锌的铁氧体用得最多,道理其磁芯铁损小,居里温度高相对高•,开关频率稳妥100-1000kHz•,伏贴在高频开关电源中操纵。重要能够算作PFC储能电感,高频开关电源变压器。苛浸的典范有:EE,EEL,ER•,PQ,EQ,RM,POT。EE,EQ卧式的变压器,高度不高•,停当超薄电源中应用,在电视机电源中好多。EE立式,RM体积较量小手机条记本充电器中有用到。大功率开闭电源的抉择ER和PQ较量多,闭键是其Ae面积大。

  A.磁导率••,和磁芯材质本身有关,表示磁芯线圈流过电流后,磁场中导通磁力线的才智。是磁感触强度B与磁场强度H之比(=B / H)。变压器的磁芯磁导率高,同样的感量,需要的绕圈数的就小,相当于线圈铜阻损耗就小。只是其它一方面,磁导率高了,很小的电流,就能获取很大的磁感应强度B,容易到达磁芯的Bmax,使得磁芯鼓和。

  B.鼓和磁感到强度Bmax,便是磁以为强度不会随着外加磁场强度的增大而无穷增大•,它有一个最大值,便是Bmax。高频变压器中外加磁场即是线圈电流爆发的•。当然全部人企望Bmax越大越好,如此磁芯就不会胀和,电流就可能流过很大,变压器的输出功率能够做很大。公式企图 B=(L*I)/(Np*Ae),计划值要小于Bmax。

  D•.居里温度•,分别材质的磁芯的居里温度差别。开合电源的变压器锰锌铁氧体磁芯,居里温度在200度左右。不外磁芯的运用温度,全班人要贬抑在120℃之内。

  变压器的骨架(BOBBIN)骨架在变压器中起救援线圈和固定在PCB上的效力,普通骨架的材质是环氧树脂的,质地较量轻,有势必硬度和强度。不过大肆下•,依然很容易碎的。磁芯差异,采选的骨架也差别。磁芯相似,骨架的高度••,大小,引脚排距和跨距也有分别。

  骨架可以分为单槽,双槽,多槽的。单槽的,初度级线圈之间用绝缘胶带隔绝,骨架槽两端用乙醋酸布环绕隔断,保障安静距离。当安宁隔离亏欠,要酌量采用三层绝缘线。双槽的初次级绕组盘据绕在区别槽里。多槽的骨架,各个绕组都可能分歧绕。双槽多槽的绕线,可以旋转变压器的漏感,特地是在LLC的变压器中,必要漏感做谐振电感时,就须要双槽骨架,云云增大了变压器的漏感。

  抉择合意的变压器的骨架引脚,简单PCB layout•,在本色电源PCB设计时,要酌量骨架引脚的排距和跨距。排距大于初次级之间和平隔断(寻常是7mm)。

  变压器的线圈反激,正激,LLC,推挽变压器的的圈数计算都不类似(变压器的盘算后背会谈),然而大凡来谈降压变压器,初级圈数都要大于次级圈数。

  变压器的线圈材料有漆包线,三层绝缘线,铜箔,铜片•。漆包线通常挑选多股绞线,多股绞线的长处是,提防铜线趋肤效应•。多股绞线能够会引起噪声。三层绝缘线用在安宁隔断亏欠的约略骨架面积小(免却绝缘胶带)变压器中•,铜箔和铜片要在大功率变压器中。

  线圈的绕法能够变革变压器的EMI,专程是在小功率的反激电源中,线圈绕法和障蔽,对EMI格外合键。线圈的绕法陶染变压器的漏感和寄生电容,对变压器的消耗有感导•。

  变压器的花费,变压器厉沉分为铁损和铜损•。铁损重要是磁芯消费,磁芯耗费和材质,开闭频率和温度等因素联系,铜损指的是变压器线圈铜线的消磨,线圈的阻值,与圈数和线径有关。

  在着想变压器时,紧要斟酌两个方面:磁芯窗口面积和截面积。窗口面积信仰了用多粗的线圈,越粗的线圈,线圈阻值越小(同样的电流下),功率破费越小•。磁芯截面积越大,同样的线圈圈数,过程的电流就可能越大(而不会磁芯饱和),变压器的输出功率就越大。输出功率与窗口面积和截面积的干系成正比:Pout=K*Ae*Aw(K是系数,Ae截面积•,Aw窗口面积)。

  开合电源的变压器种类好多,设想要琢磨的成分也许多,学会设计变压器,等于学会了开合电源遐想的一半,变压器假想要熟练中延续概括,刚理论还远远亏欠。

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