发布时间 : 星期四 文章变压器设计原理更新完毕开始阅读1a98767a2af90242a895e5eb
變壓器設計原理
答: 變壓器在高頻時受到三個限制: a.漏泄電抗,b.鐵芯損耗c.串聯諧振.
其原因是:
1).當漏泄抗值提高時,可導致高頻截止.
2).頻率越高,磁滯損耗也越高,這樣也會導致高頻截止.
3).串聯諧振,是初級中最初的線圈繞線與離散電容的串聯諧振,是導致高頻截止的
极性指各繞組在同時間相位的關係,在線路中所標示极性的黑點,即表示同一
原因. 時間處之
32.甚麼叫變壓器的极性,如變壓器极性反向會有何後果? 答:
相位相同,一般將黑點處當作繞線的開始,同時各組的繞線方向應相同, 變壓器极性反向將造成輸出動作不正常,進而可能使元件燒毀. 33.何謂鄰近效應? 答:
鄰近效應是由附近導體或繞組電流產生的交變磁場所引起,其影響比集膚效
應大,它會
改變電流大小,並且若鄰近繞組層數越多時,影響越大. 34.怎樣選擇變壓器導線 答:
常用的導線有四种:單芯線,多股線及絞線,LITZ線,銅箔片.單芯線通常使用在 電流小的場合,
上的估算非常簡單,大電流的
因存在引線問題,生產較麻煩,所以除非電
因高頻下受集膚效應的影響,粗的導線並不適用於大電流,其在銅損 情況下,不是用銅箔就是並多股線來使用,然而銅箔片
流非常大,一般並不太常用,多股線在使用 上又有絞線與不絞線兩种,由於絞線具有降低渦電流的損失的優點,故應用較普 通.LITZ線較廣泛使用在數百KHZ的場合,但是由於線間鄰近效應的影響,限制其 答: 答:
使用的最高頻率,當電流非常大,且頻率又高的情況下,銅箔片成為唯一的選擇.
磁芯作用是將初級繞組所產生的磁通絕大部份限定在磁場中,以便與次級繞組完全耦合. 電感與圈數成正比,與磁導系數(u)成正比,與磁路截面積成正比,與磁路長度成
反比.公式
35.變壓器磁芯作用?
36.電感量與甚麼有關,公式如何?
為:L=N2*u*A/L A:為磁路截面積 L:為磁路長度 37.何謂TURN RATIO?與那些有聯繫? 答:
所謂的TURN RATIO是初級線圈與次級線圈的比值,即圈數比,從理論上說, TURN RATIO是輸入與輸出的比值,有N1/N2=Vin/Vout=Iout/Iin,從上式可以看出只要變壓器的輸入與輸出關係一定,那麼圈數比即可以定出且與變壓器的制程沒有任何關係,自然與繞線方向沒關係,但實際生產中卻不完全如此.真正對圈數比較有關係的原因有:a. GAP的大小及所置位置.b.繞組的疏,密繞. 38.高頻變壓器設計時應注意些甚麼?我們生產的變壓器一般都用在高頻率電路里,因而在設計時應注意些甚麼問題呢?
答: 1).初,次級間的變壓比值要一定,輸入只要有值時輸出應都有相應的比值. 2).工作時,鐵芯不能飽和.
3).在正常工作時,溫升應在一定範圍內. 4).初級與次級之間的漏電感要小.
在這里重點講一下鐵芯飽和問題,鐵芯是影響變壓器電感的主要因素,電感的 高低變化隨頻
Page 17 of 38
變壓器設計原理
率的變化而變化,如下圖所示.
HzLLs從圖中可以看出電感會隨頻率的升高而逐漸增大,(低頻段內)當頻率上升至某 值時電感
同時達到最大值,此時鐵芯處於完全飽和狀態,此時變壓器的阻抗呈感性, 圈的容性會增大且使磁路的阻抗呈容性,電感會隨之下降, 電感之間的關係,我們盡量去選擇電感隨頻 頻率要盡量的高,這樣可以避 答:
如此時頻率再增大時,線
一般變壓器設計時,應該考慮到頻率與
率升高變化不大的磁性材料做鐵芯,且鐵芯飽和點的
免變器在高頻工作時,產生不利影響.
39.諧振是甚麼?變器常用哪种諧振?對於串聯諧振的條件是甚麼?
諧振在電路中的主要形式有兩种,分別為串聯諧振和並聯諧振,串聯電路中的 感抗與容抗是
好感抗與容抗相等,則電路中電抗為零,此
直接相減的,有相互補償的作用,感抗與容抗不相等時,阻抗不為零,電 路或呈容性或呈感性,即電流超前電壓或落後電壓,但如果電路滿足ω=1/LC時,恰
時電路中的電流與電壓出現同相位的情 況,這种情況稱為”諧振”.在變壓器中由於容性很小,主要呈感性,因而ω0一定量,電 感值應嚴格控制在某一範圍內,然後可保證變壓器諧振,振蕩回路特點明顯提高Q 值,變壓器一般采用串聯諧振,串聯諧振的條件是ω0=1/LC. 40.理想變壓器與實際變壓器有何不同? 答:
我們知道,變壓器是一种以互感現象為基礎的電磁裝置,其原理性結構模型為
連接交流
電源的初級繞組與接負載的一個或多個次級繞組繞在同一個鐵芯上所構成. 理想變壓器的條件是:
? 通過每個繞組的磁通量Φ每圈都相同,即沒有漏磁. ? 每個繞組銅線電阻等於零,即忽略繞組中銅線的焦耳損耗. ? 沒有鐵芯產生的損耗,即忽略鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗.
? 初級繞組認為是一個無限大自感系數的電感線圈,即交流阻抗無限大,故空載電流可以忽略.
? 理想變壓器的變壓,變流和變阻抗公式分別為:
V1 N1 I1 N2 Z1 N1 —— = —— —— = —— —— = (—— )2 V2 N2 I2 N1 Z2 N2
而實際上,繞組的銅線有電阻,該電阻上的壓降會產生熱量而導致焦耳損耗,鐵
芯也會產
生磁滯損耗,渦流損耗等以發熱形式表現出來,變壓器的初次級繞組間有 由此引起的漏電感;在線與線之間,層間或繞組間有分布電容. 響.
41.變壓器溫升的產生,測量及其影響因素?
Page 18 of 38
漏磁(即雜散磁場)以及
參數的影
因此,在電源變壓器的實際設計中,應綜合考慮上述因素對變壓器溫升及電磁
變壓器設計原理
答:
變壓器中使用的銅線因存在電阻會發熱,鐵芯的能量損耗也會使鐵芯發熱,如 果變壓器的溫
工作,將會使膠布等絕緣材料
素有關:鐵線的方法,
升超過其允許溫,升將會影響變壓器的電氣特性,若長時間在高溫下 老化,絕緣性能變壞和抗電性能下降,最終擊穿或燒壞.
變壓器以輻射,對流,傳導三种方式向周圍散發熱量.散發熱量的能力與以下因 對於小功率變壓器,其熱源主要由銅線發熱提供,因此,可用在繞組間埋入熱偶
及其影響.
芯的形狀,線包內部及鐵芯和線包間的空隙大小,變壓器功率的大小;氣 測量最熱點溫升,鬆下及其它日系客戶已要求生產商按此方法測量溫升 42.BOBBIN在變壓器中有何作用及要求? 答:
BOBBIN的中文含義是繞線架,骨架的意思,其功能是支撐各個繞組並將繞組 與鐵芯組合在
對其有以下要求:
一起,因此須承擔各繞組與鐵芯之間的絕緣任務.根據其所起的,作用
壓的高低;周圍環境等.
? 有足夠的機械強度,以保證在運輸過程中及生產各制程中不易破裂. ? 棱角要小,以減少對漆包線的損傷,以免造成耐壓不良及其它電氣特性不良. ? 在一些要求比較高的場合還應能阻燃,減少”擊穿””起火”,觸電”等現象. ? 耐壓要高,初級繞組與鐵芯間的耐壓不能低於2KV. ? 滿足變壓器設計時選用的耐溫等級.
? 在滿足抗電強度及機械強度的前提下,厚度要小,以增加導線占空系數.
BOBBIN的結構及其所選用材料的性能對變壓器的絕緣起著重要作用,它所處的地位將促使該產業迅速發展.
43.一般規格上所列測試項目的測試目的?
A. 測量直流電阻的測試點為全部繞組,測試的目的為確保使用正確的線徑,圈數,端點和適當的
組裝制具
B. 測量磁化電感的測試點為一次側繞組,測試的目的為確保一次側圈數正確,鐵芯特性和鐵芯
組合的校正.
C. 測量等效阻抗的測試點為一次側繞組,測試目的確認被短路之圈數. D. 測量品質因數的目的是確定適合儲能與損失比. E. 測量圈數比與极性的目的是確認正確的圈數與相位 F. 測量漏電感的目的是確認正確耦合程度.. G. 測量漏電流的目的是確認漏電流是否符合規格.
H. 測量雜散電容的目的是確認繞組定位和繞組間的絕緣厚度. I. J.
測量絕緣阻抗的目的是確認絕緣程度.
測量功率損失的是確定無載下激磁所需的輸入功率.
K. 測量耐壓的目的是確認鐵芯與一次介和二次側間及一,二次側繞組間的高壓絕緣. L. 測量頻寬的目的是確認信號響應.
44.為甚麼開關變壓器的最外面包一銅箔(例:彩電,計算機,電子儀器等),其作用是甚麼? 答:
主要作為屏蔽.作用因變壓器工作時有脈衝波向外發射,會幹擾附近的元件,有
此銅箔以
后,當脈衝波從線包向外泄漏時,遇此銅箔,在銅箔產生渦流,此渦流產生一 個與脈衝方向相反的磁
Page 19 of 38
變壓器設計原理
場,以抵消向外泄漏抑制了開關變壓器對外的幹擾.
45.在制做承認書時,客戶SPEC中未要求之電器特性及外觀呎寸我們如何定範圍? 答: 1).各廠商腳長規格: 兩排腳距 相鄰腳距 一般廠商: 4.0±0.5 ±0.3 ±0.3 PHILIPS: 4.0±0.5
±0.2
±0.2
2).呎寸:外觀最大值加2mm(必須為整數)
例:實際測量為49.2mm→49.2mm+2mm=51.2mm→無條件進入=52.0mmMAX. 3).電感(有GAP OR MYLAR) PHILIPS&ADI±7%
一般廠商:GAP為0.2mm以上=±10% 以下=±15%
NO GAP:圈數*圈數*AL值*0.6為MIN值. 4).測試條件(依客戶的需求及使用的範圍制定) 電感: PHILIPS @ 40KHz,1V 一般廠商 @ 40KHz,1V
ADI @ 1KHz, 1V DIGITAL @ 15KHz, 1V 圈數比:
@ 20KHz,1V
5)DCR(MAX)取整數: 3TS以下*1.5
3~5TS*1.3 5TS以上*1.15 6).漏電感(MAX)取整數: 5uH以下*1.5 5uH以下*1.3 7)圈數比(須有小數點): 3TS以下±10%
3~5TS±7%
5TS以上±5%
四. 材料
1. 使用線材有哪些如何分類?
答: 使用WIRE按商業劃分一般有三种分類標準: JIS(日本工業標準JAPAN INDUSTRIAL STANDARD) IEC(國際電工協會INTERNATIONAL ELECTRONIC CO-OP) NEMA(美國電氣製造協會NATIONAL ELECTRICAL ASSOCIATION)
按漆膜厚度分:0,1,2,3(JIS) SINGLE. HEAVY (NEMA)
Page 20 of 38
MANUFACTURE