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高频变压器设计之如何提高效率

文章出处:深圳市晨飞电子有限公司网责任编辑:NSW作者:NSW人气:-发表时间:2015-05-13 14:26:00

   大家在设计高频变压器的时候肯定会有多多少少的问题,接上几篇文章所说,它的设计是有很多方面需要注意的,今天就由深圳晨飞电子的小编来为您讲解它设计时的另外一个要求:如何提高效率。

   提高效率是对电源和电子设备的普遍要求.虽然从单个高频变压器来看,损耗不大.例如,100VA高频变压家具家电效率为98%时,损耗只有2W,并不多.但是成十万个,成百万个高频变压器,总损耗可能达到上100kW,甚至上MW.高频电源变压器一直长期运行,年总损耗相当可观,有可能达到上10GW·h.这样,提高高频电变压器效率,可以节约电力.节约电力后,可以少建发电站.少建发电站后,可以少消耗煤和石油,可以少排放CO2,SO2,NOx,废气,废水,减少对环境的污染.既具有节约能源,又具有环境保护的双重社会经济效益.因此,提高效率是高频电源变压器最重要的设计要求,一般效率要提高到95%以上,损耗要减少到5%以下.高频电源变压器损耗包括磁芯损耗(铁损)和绕组(铜损).有人关心变压器的铁损和铜损的比例.这个比例是随变压器的工作频率发生变化的.如果变压器的外加电压越低,绕组匝数越多,铜损越大.因此在50Hz工频下,铜损远远超过铁损.例如:50Hz,100kVAS9型三相油浸式硅片变压器,铜损为铁损的5倍左右.50Hz,100kVASH11型三相油浸式非晶合金电力变压器,铜损为铁损的20倍左右.
铁损是高频电源变压器损耗的主要部分. 正因为铁损是高频电源变压器损耗的主要部分,因此根据铁损选择磁芯材料是高频电源变压器设计的一个主要内容。
成为评价软磁芯材料的一个主要参数.铁损与磁芯的工作磁通密度工作频率有关,在介绍软磁磁芯材料铁损时,必须说明工作磁通密度下和在什么工作频率下损耗.用符号表示时,也必须标明PB/f。铁损还与工作温度有关,在介绍软磁磁芯材料铁损时,必须指明它的工作温度,特别是软磁铁氧体材料,对温度变化比较敏感,在产品说明书中都要列出25℃至100℃的铁损.

   软磁材料的饱和磁通密度并不完全代表使用的工作磁通密度的上限,常常是铁损限制了工作磁通密度的上限.所以高频电源变压器用软磁铁氧体材料分类标准中,把允许的工作磁通密度和工作频率乘积B×f,作为材料的性能因子,并说明子条件下允许的损耗值.新的分类标准根据性能因子把软磁铁氧体材料分为PW1,PW2,PW3,PW4,PW5等5类,性能因子工作频率越高,极限频率也越高.例如,PW3类软磁铁氧体材料,工作频率为100kHz,极限频率为300kHz,性能因子B10000mT×kHz。

  在某一段工作频率下,高频电源变压器的绕组损耗(铜损)与铁损相接近时,例如,铜损/铁损=100%~25%范围量,也不能忽视,也应当考虑采取措施来减少铜损.由于原绕组和副绕组承担的功率相近,往往在设计中取原绕组的铜损来减少铜损,以便简化设计计算过程,不能只强调依靠温升来设计高频电源变压器,由于热阻不容易准确确定,因此,为了简化计算,有时根据经验预先推荐一些原则和数据是必要的.同样,为了简化计算,对不同工作频率的高频电源变压器推荐不同的绕组电流密度,也是必要的,但不限于某一个电流密度值,例如,2A/mm2~3A/mm2.现高频电源变压器设计要求的方法并不限于一种,应当允许进行多种多样的探索."你走你的阳关道,我走我的独木桥。

  小编提醒您,在设计高频电源变压器的时候,一定要从多方面资料进行参考,这样它设计得最有价值。本篇文章由深圳晨飞电子技术团队提供,转载请注明。网址:http://www.chenfeipower.com。

 
 

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