变压器设计 - (完整版) -
开关电源变压器设计资料完整版
工频变压器与高频变压器的比较﹕
工频
高频
E＝4.4f N Ae Bm f=50HZ
E＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm
效率﹕ 功率因素﹕
η=60-80 % (P2／P2+Pm+ PC) Cosψ=0.6-0.7 (系统 100W 供电 142W)
η>90% ((P2／P2+Pm) Cosψ>0.90 (系统 100W 供电 111W)
非隔离:P-S 共用地﹐俗稱熱底板
P=300V
220V*√2-VD
S1
分
立
元
件
震 蕩
F－
取樣
S2
二.激励方式: 自激勵﹕用變壓器 F+自激勵震蕩
P=300V
S1=1120V V
分
立
元 件
F＋
激勵
S2=57V S3=16V
它激勵﹕用集成 IC 它激勵間歇震蕩
P=300 V
F+=5V V
S1=18250V V
P=300V 220V*√2-VD
分
立
元
F+=5
件 V激勵
F-= 12V 取樣
S1=120V
P=300 V
S2=26V S3=16V
F＋ =8V
IC
S1=18250V V
S3= +20V S4= +12V
S2=5V
四.控制方式:
PWM:
脉冲宽度调制
Ton 可變
PFM
脉冲频率调制
Ton 恒定
T 恒定
T 可變
HI-POT…….. PHENOLIC. NYLON)……….
毕业设计(550W LLC变压器设计)
毕业设计(LLC变压器部分)一．变压器设计计算1.输入输出参数输入电压：400VDC（PFC输出电压）输出电压：55VDC输出电流：10A开关频率：70KHz2.变压器设计计算1）变压器磁芯选择变压器尺寸选择要满足在工作频率想，温升在允许范围内、输出功率的要求。
选择磁芯使用AP（面积乘积）计算方法，设原边匝数Np，副边Ns，Np匝上以电压V1工作时，根据法拉第定律：V1=Kf*fs*Np*Bw*Ae式中fs---开关工作频率（Hz）Bw---工作磁通密度（T）Ae---磁芯有效面积（m2）Kf---波形系数，有效值与平均值之比，方波时为4 整理得：N P=V1/K f f s B W A e铁芯窗口面积Aw乘上使用系数K0为有效面积，该面积为原边绕组N P占据的窗口面积N P Ap，与副边绕组Ns占据的窗口面积NsAs，之和，即K0A W= N P Ap，+ NsAs，式中K0---窗口使用系数（K0小于1）；Ap，---原边绕组每匝所占用面积；Aw---铁芯窗口面积；As，---副边绕组每匝所占用面积。
每匝所占用面积与流过该匝的电流值Ⅰ和电流密度J有关，如下式所示：Ap，=Ⅰ1/JAs，=Ⅰ2/J根据上面整理得：K0 Aw= V1/K f f s B W A e*(Ⅰ1/J)+ V2/K f f s B W A e*(Ⅰ2/J)即 A w A e=(V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1)/ K0 K f f s B W J （表达式1）A w A e 即变压器窗口面积和铁芯截面的乘积。
V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1为原边和副边功率。
上式表明工作磁密Bw、开关工作频率f s、窗口面积使用系数K0、波形系数K f和电流密度J都影响到面积的乘积。
电流密度直接影响到变压器的温升，亦影响到A w A e，可表示为：J=K j(A w A e)X A式中K j---电流密度比例系数；X---常数，由所用磁芯决定。
上面的表达式1又可表示为： A w A e=P T/ K0 K f f s B W K j(A w A e)X整理得：AP=（P T104/ K0 K f f s B W K j）1/1+X式中 AP---为Aw和Ae两面积的乘积（cm4）P T---为V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1变压器的视在功率（W）;Bw---工作磁通密度（T）;fs---开关工作频率（Hz）从上式说明，磁芯的选择就是选择一合适的AP值，使它输送功率P T时，铜损和铁损引起的温升在温升之内。
变压器设计-温升篇
注：1） 当用热电偶测量绕组的温升时，除了电动机外，这些温升值应 减小10K, 说明：温升测试有两种方法：电阻法和热电偶法，电阻法测的是线圈的 平均温升，热电偶法测的是线圈外层的温升，热电偶测线圈外层的温升 结果加10k为线圈的温升。
5
一
温升相关标准
4. GB 1094.2 《电力变压器 第二部分 温升》 5.4 绕组平均温度的测定 绕组 温度是通过绕组电阻确定的．三相变压器中，最好在中柱进行测量。
R j1 ——外绕组外半径，mm裸露部分(内表面积中间气道处与空气接触表面)的半径，
mm; N ——沿绕组均匀分布的撑条数; bt ——撑条宽度，mm; 如不设撑条时9 ，则式中N =0。
二 温升计算
2. 内绕组表面积计算 内绕组各表面均为非裸露部分的表面积，按下式计算：
K1 ——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4；
2 ——内绕组温升，K；
K 2 ——内绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.44。
12
附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
C3 电源切断瞬间时绕组温度的外推法 测 量仪 器 可选人工读数的或自动记录的，模拟式的或数字式的．在切
断电源即时起大约20m in内应取得相当数量的离散值，作为外推电 源切断瞬间温升的数据．用这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间， 从而得到所需的（电源切断瞬间）值．由测 得 的 离散值构成的曲线 如图C2所示，曲线呈现出绕组温度在开始几分钟内变化最快，然后 才逐渐缓慢。对热 时 间 常数大的变压器（容量较小的油浸自冷式）， 其油温变化渐近线可认为是一条水平线。对于 热 时 间常数较小的变 压器（特别是对强迫冷却的大型变压器）试验电源切断后要求冷却装 置仍保持继续运行的情况下（见附录A)，其油温渐近线，可能有必要 认为是向下倾斜的曲线，在该渐近线上叠加有初始变化较快的部分 （见图C2).
变压器设计
2020/6/21
追求卓越
臻于至善
洞察需求
不懈创新
14
➢ 第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
一 影响铁芯直径选择的主要因素
2020/6/21
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洞察需求
不懈创新
15
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
二 铁芯直径的计算 二 - 1 铁芯直径的计算公式
二 - 2 每柱容量 的计算
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18
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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19
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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20
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
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4
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
一 设计变压器应该注意的问题
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5
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
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6
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
二 设计变压器一般程序
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7
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
变压器的设计步骤和计算公式ppt课件
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
毕业设计-10KV干式变压器设计
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 干式变压器的发展及前景 (1)1.2 干式变压器的应用场合 (2)1.3 干式变压器的分类 (2)1.4 冷却方式及其标志 (3)1.5 温升限值及参考温度 (3)1.6 绝缘水平 (4)1.7 干式变压器的过载能力 (4)1.8 干式变压器的防护方式 (5)1.9 干式变压器的环保标准 (5)第2章设计要点 (6)2.1 铁心相关计算 (6)2.1.1 铁心直径的选择 (6)2.1.2 铁心的空间填充系数 (6)2.1.3 铁心叠片系数 (7)2.1.4 铁轭截面和形状的选择 (7)2.1.5 其它 (8)2.2 高低压绕组匝数的计算 (8)2.2.1 初算每匝电压 (8)2.2.2 低压绕组匝数的计算 (9)2.2.3 磁通密度和磁通的计算 (9)2.2.4 高压绕组匝数的计算 (10)2.2.5 电压比校核 (10)2.3 绕组相关尺寸和铜重的计算 (11)2.4 关于H级干式变压器的绝缘结构 (12)2.4.1 概述 (12)2.4.2 关于NOMEX 纸的技术性能 (12)2.4.3 用NOMEX纸做原料的H 级干式变压器 (14)2.5 温升计算 (14)2.5.1 开敞通风式干式变压器的温升计算原则 (15)2.5.2 有关参数的补充说明 (18)第3章10KV 干式变压器的设计计算 (19)3.1 技术参数 (19)3.2 铁心直径及绕组匝数 (19)3.3 绕组计算 (20)3.4 铁心柱心距及线圈的径向尺寸 (20)3.5 阻抗计算 (21)3.6 铁心重量及损耗计算 (21)3.7 空载电流计算 (22)3.8 温升计算 (22)第4章需要探讨的一些问题 (25)4.1 H 级干变和环氧浇注干变的比较 (25)4.2 电流密度的选择 (26)4.3 关于温升 (28)4.4 关于容量 (29)4.5 关于联结法 (29)4.6 低温的使用环境 (29)4.7 噪声和发热问题的控制 (30)4.8 合理利用干式变压器的过载能力来节省投资 (30)参考文献 (32)结束语 (33)附录A 低压引线图附录B 高压引线图湖南工程学院毕业论文10KV干式变压器的设计摘要：我国目前常用的干式配电变压器主要是F 级绝缘的环氧树脂浇注型或缠绕型的产品, 最近, 国内推出一种采用NOMEX绝缘纸作绝缘的H 级绝缘干式变压器。
变压器设计方案
变压器设计方案1. 引言变压器是一种重要的电力设备，用于电能的传输和变换。
其主要功能是将电压的大小变化，从而适应不同电气设备的使用需求。
本文将提出一种基于理论计算和实际应用考虑的变压器设计方案。
2. 设计目标在设计变压器时，需要明确以下设计目标：•输出电压稳定性：保证输出电压在额定值稳定输出，以满足负载设备的工作需求。
•效率和能耗：通过减小能量损耗和提高电能转换效率，降低变压器的能耗。
•外形尺寸和重量：根据实际应用场景，确保变压器的外形尺寸和重量符合要求，方便安装和维护。
•耐久性和可靠性：确保变压器具有足够的耐久性和可靠性，在长时间运行中不会出现故障。
3. 设计步骤3.1 负载需求分析首先，需要对负载设备的电压需求进行分析。
根据设备的额定电压和工作条件，确定变压器的输出电压和额定容量。
3.2 输电损耗计算根据变压器的容量和额定电流，在设计过程中考虑电能的传输效率。
通过计算输电损耗，确定变压器的额定功率和电流。
3.3 变压器参数计算根据变压器的额定功率和电流，结合设计目标，计算变压器的参数，包括匝数、线径、铁耗等。
3.4 关键元件选择根据变压器设计要求和特定应用场景，选择合适的关键元件，如磁芯材料、绕组材料、绝缘材料等。
3.5 设计优化在完成初始设计后，进行系统级别的优化，考虑各个元素之间的相互影响，以提高变压器的效率和性能。
4. 结果与讨论通过上述设计步骤，可以得到满足设计目标的变压器设计方案。
根据实际需求，可以进一步调整设计方案，并进行详细的理论计算和模拟仿真。
5. 结论本文提出了一种基于理论计算和实际应用考虑的变压器设计方案。
这一方案可根据电气设备的需求确定输出电压和容量，通过输电损耗计算和变压器参数计算，设计合适的变压器参数，并选择合适的关键元件。
通过设计优化，可以使变压器具有较高的效率和可靠性。
此设计方案可应用于电力系统、工业生产和家庭用电等场景，满足各种负载设备的需求。
6. 参考文献1.张立新. 变压器设计[J]. 电力自动化设备, 2000, 20(2): 70-72.2.Smith D, Williams B, Jones L. Design of Transformers [M]. Wiley-IEEEPress, 2011.。
变压器设计---(完整版)--
第一篇 设计变压器的准备工作
第一篇 设计变压器的准备工作
第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选
择
第二篇 变压器铁芯直径计算 及铁芯柱截面积选择
分目录— 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
目录
一 影响铁芯直径选择的主要因素...................15 二 铁芯直径的计算...............................16 三 铁芯柱截面积的选择...........................18
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
（层式）绕组绝缘半径及中心距计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
层 式 线 圈 示 意 图
第三篇 变压器高、低压绕组计算
层 式 绕 组 示 意 图
第三篇 变压器高、低压绕组计算
六 导线电阻与重量计算 六-1 线圈平均匝长计算
3 螺旋式
饼式 绕组
4 纠结式 5 内屏连续式 6 交叠式
特殊绕组
7 “8”字线圈 特殊绕组
8 分裂式
特殊绕组
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
正激变压器设计
单端正激变压器的设计开关电源变压器是高频开关电源的核心元件。
其作用为：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。
开关变压器性能的好坏不仅影响变压器本身的发热和效率，而且还会影响到高频开关电源的技术性能和可靠性。
高频开关变压器的设计主要包括两部分：绕组设计及磁芯设计。
本文将对应用在高频下的单端正激变压器的设计方法及磁芯的选择给出较为详细的论述。
1 单端正激变压器原理单端正激变压器的原理图如图1所示。
单端正激变压器又称"buck"转换器。
因其在原边绕组接通电源Vi的同时把能量传递到输出端而得名。
正激式变压器的转换功率通常在50～500 W之间。
输出电压Vo由匝比n、占空比D和输入电压Vi确定。
当PWM控制器输出正脉冲，功率开关导通，变压器的初级绕组通过电流，此电流由两部分组成，一部分为磁化电流即流经等效开环电感上的电流，另一部分足与输出电流等效的初级电流，他和初次级匝比成正比，和输出电流成正比。
储存在电感上的能量必须在功率开关关断后下一次开启前泄放掉，以便使磁通复位。
N3为去磁绕组2 变压器磁芯的选用原则高频开关电源中的变压器从性能价格比考虑，MnZn功率铁氧体材料是最佳的选择。
应用于高频开关电源变压器中的铁氧体应具有以下磁特性：高饱和磁通密度或高的振幅磁导率，在工作频率范围有低的磁芯总损耗，较低的温度系数，较高的居里温度。
磁芯损耗Pc主要由磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe(包括剩余损耗Pr)组成，即：磁滞损耗Ph正比于直流磁滞回线的面积，并与频率成正比关系。
即：对于工作频率在100kHz以下的功率铁氧体磁芯，降低磁滞损耗是最重要的，为降低损耗，即要降低矫顽力Hc、剩余磁感应强度。
要达到此目的，须从两方面着手，一是从配方成分方面，尽量使磁晶各项异性常数k→0，磁滞伸缩常数→0；二是在工艺上要做到高密度、大晶粒、均匀完整、另相少、内应力小、气孔少。
3 单端正激变压器的设计步骤(1)了解变压器的各项指标要求；(2)选取磁芯材质确定△B值；(3)计算磁芯的AP值，确定磁芯型号规格；(4)计算初次级绕线匝数；(5)计算线径dw。
单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程
单端反激式DC/DC 开关电源变压器的设计全过程，xuguoping 分享与世纪电源网的网友 变压器的参数计算：（1） 变压器的设计要求：输出电压：10V ～3KV ，8mA （变压器输出之后三倍压）输入电压：24 1V±工作频率：50KHZ最大占空比：45％变换效率：80％（2） 基本参数计算：输入最小电压：min IN V =－IN V V ＝24－1－0.5＝22.5V输出功率：OUT OUT OUT P U I =30000.00824()W =×=输入功率：OUT IN P P η=2430()0.8W == （3） 选择磁芯：由于输出功率为24W ，需要留有一定的余量，选择磁芯的型号为：EI-28。
其具体参数如下：材料：PC40；尺寸：28.0*16.75*10.6（mm）；P A ：0.6005（）；：86 4cm e A 2mm W A ：69.83； ：4300；2mm L A 2/nH N S B ：500mT （） 390mT （10） 25o C 0o C 使用时为防止出现磁饱和，实取磁通密度m B = 250 mT（4） 粗略估计匝数比以及最大占空比（通过实际计算）min (1)OUT MAX IN MAX V D N V D −= 30000.5522.50.45×=× 162.9=（求出结果后然后取整为Nm ）因为匝数比可以根据设计理念修正为M N ＝165，从而可以产生新的MAX Dmin OUT MAX M IN OUT V D N V V =+ 300022.51653000=×+44.7%=（5） 计算初级平均电流，峰值电流和电流的有效值由于输出功率为24W ，用电流连续模式（CCM ）比较适合。
这里取为0.6RP K .min min IN OUT P AVG IN IN P P I V V η== 240.822.5=×1.333A =.1[1]2P AVG P RP MAX I I K D =− 1.333(10.50.6)0.447=−××4.26A=.P RMS P I I ==2.054A =.P RMS I －电流有效值，P I －峰值电流，.P AVG I －平均电流，（RP K R RP PI K I =）电流比例因数，MAX D －最大占空比； 利用Krp 的值可以定量描述开关电源的工作模式，若Krp=1.0，即峰值电流和脉动电流相等，开关电源工作在断续模式；若Krp<1.0,峰值电流大于脉动电流，开关电源工作在连续模式。
变压器设计报告(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑变压器设计报告班级：机电0912*名：***指导教师：**同组：郑立伟吴海燕张云丽水职业技术学院2011 年12 月压器计算说明书一、变压器原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。
变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
二、变压器的基本结构变压器的基本结构可分为铁心、绕组、油箱、套筒。
（本次实训实用的只有铁心和绕组）。
1、铁心铁心是变压器的磁路，它分为心柱和铁轭两部分。
心柱上套绕组，铁轭将心柱连接起构成闭合磁路。
为了减少交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁心由厚度为0.27MM、0.3MM、0.35MM的冷轧高硅钢片叠装而成。
为了进一步降低空载电流和空载损耗，铁心叠片采用全斜接缝，上层（每层2~3片叠片）于下层叠片接缝错开。
心柱截面是内接于圆的多级矩形，铁轭与心柱截面相等。
2、绕组绕组是变压器的电路部分，它由包有绝缘材料的铜或铝导线绕制而成。
装配时低压绕组靠着铁心，高压绕组套在低压绕组外面，高低绕组间设置有油道或气道，以加强绝缘和散热。
高低压绕组两端到铁轭之间都要衬垫端部绝缘板。
变压器效率与容量经验数据表三、小型变压器设计和计算 材料的计算设输入电压U 1=220V ，输出电压U 2=31V 。
计算输入功率P 1输入功率P2 12/2/0.851222(440)/37202.16122440202.16237.84P P P P P P P WP P P W=η=+==⨯17==-=-=次级电流I2 2202.162 6.52231P I A U ===计算初级电流I1式中，K 1为经验系数，是考虑励磁电流的影响而采用的系数，其值一般可取1.2，变压器容量越小，选取的K 1值越大。
推挽输出变压器的设计（Turner）-第四页V1.00
推挽输出变压器的设计（Turner）-第四页V1.00译者声明：本⼈仅为业余爱好者，翻译内容也许有误，如有任何建议，请跟帖；此翻译仅作学习⽤途，并为了坛友阅读⽅便做出了些本⼈认为合适的改动；本⼈⽆任何侵犯版权的意图，如作者或任何⼈认为此举不妥，请接受本⼈诚挚的道歉，并会⽴即将其从⽹上删除。
推挽输出变压器设计（于2011年重新编辑）原作者：Turner译者：中泽洋造第四页：有次级抽头的变压器47.次级抽头法48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数Fig 26，输出功率曲线（三个不同次级匝数）阻抗匹配49.计算次级可⽤窗⼝厚度50.计算次级理论最⼤线径决定次级每段的层数计算线圈总厚度Fig 27. OPT-1BTS的绕制⽅案结论与4个最佳补救⽅案Fig 28. OPT-1ATS的绕制⽅案51.计算适中负载时的总铜损52.对⽐次级抽头与不抽头时的铜损53.对⽐抽头与不抽头⽅案的漏感54.抽头变压器的分布电容正⽂（第四页）47.次级抽头法采⽤次级抽头适应不同扬声器阻抗的变压器在此编号为OPT-1ATS，同样⽤于⼀对6550或KT88的推挽输出级，屏压500V，静态屏流为每管50mA，所有⼯况都与OPT-1A变压器的相同。
除了使⽤分段次级，通过排列组合得出合适阻抗变⽐之外，我们还可以在次级抽出不同的抽头来适应不同扬声器阻抗，此时便不需要⽤烙铁来改变输出端⼦的额定阻抗了。
此时变压器除了次级线圈两端之外可以抽出两个左右的抽头，⼀共四条输出线连⾄输出端⼦上，⽽输出端⼦⼀般标为Common / 0V，4Ω，8Ω，16Ω。
不少放⼤器只有Com，4Ω，8Ω三个端⼦。
注意：铁芯⼤⼩和初级匝数会与OPT-1A完全相同。
48.计算所需阻抗变⽐和次级匝数OPT-1ATS的初级匝数与OPT-1A相同，都是2320TOPT-1ATS有四个扬声器输出端⼝，其中⼀个是Com端，与地线相连。
其他3个端⼦是4Ω，8Ω和16Ω端⼦。
有抽头的次级是⼀个不可调整的次级，多段次级都有相同位置的多个抽头，最后并联以获得合适的扬声器阻抗匹配。
变压器教学设计-完整版公开课教学设计
§变压器主备人：审核人：课时编号：复备时间：上课时间：教学过程教学内容和教师活动学生活动活动目标交流展示根据预习案完成情况，安排学生分组汇报。
注意：（1）学生汇报答案的正误；（2）学生产生的新问题。
下面让学生展开交流探究活动，突破重难点。
学生抢答：电磁感应原理，互感、变压器的构造及原理，变压器的电源是交流的，理想变压器条件及规律培养学生自学能力，加强交流，筛选重难点，提高课堂效率。
演示用手机充电器点亮小灯泡，问：生活中还有哪些涉及到变压器多媒体展示：各种变压器学生观察，举例实验演示，激发学习兴趣，对变压器作用有初步认识展示可拆变压器一名学生在讲台前拆开变压器，变压器构造：闭合铁心，原副线圈。
其他学生观察，补充。
提高学生参与意识教学目标一、知识目标1．了解变压器的构造及其工作原理；2．掌握理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，并能应用它分析解决基本问题。
二、能力目标1．通过探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯，并学会处理数据并提高概括能力。
2．从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。
三、情感目标1．通过原副线圈的匝数与线圈电压关系中体会物理学中的和谐、统一美。
2．让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。
教学重点变压器的工作原理和规律。
教学难点理解副线圈两端电压是与原线圈频率相同的交变电流，推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系教学媒体可拆变压器、变压器8组，手机充电器一个；9只小灯泡、8个学生电源、多用电表16个，导线若干，100Ω变阻器8个师生双边活动细则在铁芯上绕漆包线作副线圈，绕漆包线两端接电流表，改变2总结分析实验数据时，得到变压比公式：)1(2121nnUU=理论分析：由（1）知：升压变压器n2＞n1；降压变压器n2＜n1；各组派代表到前后黑板填写数据，并得出结论)1(2121nnUU=培养学生处理实验数据、分析问题的能力。
开关电源变压器设计资料完整版1
开关电源变压器设计开关变压器是将DC 电压﹐通过自激励震荡或者IC 它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC 电压﹒变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒ 目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N工频变压器与高频变压器的比较﹕工频 高频E ＝4.4f N Ae Bm f=50HZ E ＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm 效率﹕ η=60-80 % (P2／P2+Pm+ P C ) η>90% ((P2／P2+Pm )功率因素﹕ Cos ψ=0.6-0.7 (系统100W 供电142W) Cos ψ>0.90 (系统100W 供电111W) 稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2／U20*100) ΔU<0.2% 适配.控制性能﹕ 差 好 体积.重量 大 小EMI 滤波电路整流滤波隔离变压器整流滤波电路PWM 控制电路 间隙震荡﹒功率因素改光电 耦合 电路取样﹒放大ACACDCDCSPS 开关电源方框IC分立元件（典形電路）开关变压器主要工作方式一.隔离方式: 有隔离; 非隔离 (TV&TVM11) 二.激励方式: 自激励; 它激励 (F + & IC) 三.反馈方式: 自反馈; 它反馈 (F- & IC) 四.控制方式: PWM: PFM (T & T ON ) 五.常用电路形式: FLYBACK & FORWARD一.隔离方式:二.激励方式:P=300V S1=120S1=110V S2=57V F ＋激勵 S3=16V 分立元件 S2 S1 P=300V 220V*√2-VD F － 取樣分立元件震蕩S1=120S2=12VS1=40V ＩＣP=40VS1=120F+=5V S2=5VS1=85VP=300S3= ±12V有隔离:P-S 不共用地 非隔离:P-S 共用地﹐俗稱熱底板 它激励﹕用集成IC 它激励间歇震荡 自激励﹕用变压器F+自激励震荡单端反激励 (Flyback) 单端正激励 (Forward)- +Tr:Ton I RLI RL开关变压器主要设计参数静态测试参数:R DC. L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P. Cp. Z. Q.………….. 动态测试参数:Vi. Io. Vo. Ta . U. F D max ………….材料选择参数CORE: P. Pc. ui. A L. Ae. Bs ……. WIRE: Φ ℃ . ΦI max . HI-POT …….. BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃ . δh . HI-POT ……..制程设置要求P N …(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. S N (SOL.SPC).Φn. M tape:δ&w TAPE:δ&w. V ℃…….. 三.反馈方式:; 它Tr控制電路 V oVi控制電路 V oVi TrF ＋P=300ICS1=120S2=5VS1=85VS3= +20VS4= +12VP=300V220V*√2-VDF+=5VS2=26V S3=16VF-= 12V S1=120V 激勵取樣分立元件自反馈﹕用变压器F -同步于主输出 调整理Ton,达到输出稳定﹒ 它反馈﹕用集成IC 接受输出光电耦合信号﹐调整Ton,达到输出稳定﹒四.控制方式: PWM: PFM脉冲宽度调制 脉冲频率调制五.常用电路形式:单端反激励FLYBACK 单端正激励 FORWARD开关变压器主要设计参数静态测试参数:R DC.L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P. Cp. Z. Q.………….. 动态测试参数:Vi. Io. Vo. Ta . U. F D max ………….材料选择参数CORE: P. Pc. ui. A L. Ae. Bs ……. WIRE: Φ ℃ . ΦI max . HI-POT ……..BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃ . δh . HI-POT …….. 制程设置要求..Ton 可變T 恒定Ton 恒定T 可變控制電路 V oViTr 控制電路V oViTrTonRfzToffRfz单端反激励FLYBACK 调节TON 使能量守恒定1/2*L P *I PK 2=1/2*L S *I SK 2Ton Br BmI2Bac IdcHBBdcBmBr Toff Bm Br开关变压器应用磁滞回线描述Bs:饱和磁通(束)密度Br:残留磁通(束)密度 Hs: 饱和磁场强度Hc:保磁力(矫顽力) Ui:初始导磁率加GAP 曲線Br 下降﹐ΔB 增加傳遞能力增大﹒傳遞磁能區間增加变压器导通Ton 和截止Toff 的变化单端反激励(Flyback)波形分为:临界状态,非连续状态, 连续状态(常用状态).Po=1／2LI pk 2*f (η) Vi min =I pk *Lp ／Ton Po ／Vi min I pk=2Po ／D max Vi min ( Po=VoIo)Vi min *Ton=I pk *Lp Lp=Vi min *D max ／I pk *fNp=Lp*I pk ／Ae*ΔB Np= Δ B*Ig ／ 0.4π*I pkIg=0.4πL p I pk 2／Ae*ΔB 2Vo+VD=Vimin*(Dmax ／1-Dmax)*Ns/NpNs=(V O +V D )*(1-Dmax)*Np ／Vi min * D maxDmin=Dmax ／(1-Dmax)K+Dmax K=Vi max/ViminT=1/fTonToffDmax=Ton/TTon=1/f*Dmax單端反激勵(Flyback)4Core=g/w(f =20k Hz REF) 二.設計公式ΦrΦIIr Ip一.波形IpViBBm CL 放電電流Φ磁通變化變壓器能量守恒﹐就是利用Ton 調整V o ﹒条件﹕V i =170V －270V ﹐f= 30K HZ Vo= 5V, Io=20A, D max =0.45(设计取值) 设计﹕1) Vi min=170*1.4-－20=218V, Vi max=270*1.4－20=358V Vi min=170*√2-(V D.ΔU) Vi max=270*√2-(V D .ΔU) Vi min= (V iACMIN )2- 2Po(1/2fL -tc) 2) I pk =2*5*20／218*0.45=2.04A ηCIN Ipk=2Po ／DmaxVimin ( Po=VoIo) Po=1／2LI pk 2*f (η) 3) Lp=218*0.45／2.04*30000=1.6mH Lp=Vimin*Dmax ／Ipk*f 4) K=358／218=1.64 K=Vimax/Vimin5) Dmin=0.45／(1-0.45)*1.64+0.45=0.332 Dmin=Dmax ／(1-Dmax)K+Dmax6) CORE 查表100W 选择 EER42／15 Ae=183mm 2(1.83cm 2) Bs=390mT(3900Gs) Core=g/w(f=20k Hz REF)7) WIRE 查表 或S Φ=√I/3=√20/3=2.58mm 选"铜箔"为佳.P Φ=√2.04/3=0.82, 选0.60X2 r 2*π (2.58/2)2*3.14=5.225 选择19#,Φ=0.98*7 (0.98/2)2*3.14*7=5.277（4Pin 并绕）8) Ig=(0.4*3.14*1.6*10-3*2.042／1.83*19502 )*108=0.12cm Ig=0.4πLpIpk 2／Ae* ΔB 29) Np=1950*0.12／0.4*3.14*2.04=91.32T . Np=(0.0016*2.04／1.83*1950)*108=91.46T Np=ΔB*Ig ／ 0.4π*Ipk Np=Lp*Ipk ／Ae*ΔB 10) Ns=(5+1)*(1-0.45)*91／218*0.45=3.06T 11）P=1/2*1.6*2.042*30=96W Ns=(V O +V D )*(1-Dmax)*Np ／Vimin* Dmax P=1/2LI 2*f單端正激勵(Forward)一﹐波形能量再生線圈和波形UCE2U CE单端正激励(FORWARD)设计例题一已知条件﹕输入电压﹒Vi= 48V (36~60V), 额定输出电压﹒电流﹒Vo=5.0V﹒Io=11A 额定输出功率55W. 最大输出功率65Wf=470kHz (450~500 kHz) δmax=0.42 η=82设计步骤: 选择PC50. 3F3. N49等材质选PC50. EPC25.Ae: 46.4mm2. Le: 59.2mm. BS : 3800GS1): Ipk= Ic= 2POUT / Vinmin= 2*65 / 36= 3.6A2): Np= Vinmax*108 / (4FBmax*Ae) 取Bmax=2000G= 60*108 / (4*450K*2000G*0.464)= 4TS, 调整为6TS3): Ns= Np *(Vo+VD) / (Vi*δmax)= 4* (5.5+1)/(36*0.42)= 1.7TS 调整为2TS4): 反馈绕组. N= Np*(15+1) / (36*0.42)= 6*16/(36*0.42)= 6TS5): 选择绕组线径 Np: Φ0.1*120CNs: Φ0.1*200CN: Φ0.256): 由于为安全电压.故不须包MARGIN TAPE.单端正激励(FORWARD)设计例题二已知条件﹕输入电压﹒Vi= 100V (85V~135V),额定输出电压﹒电流﹒Vo=5.0V(4.5-5.5)﹒Io=20Af=200kHz δmax=0.42设计步骤: 选择PC40..TP4等材质选TP4. EE28C.Ae: 87.4mm2. BS : 3800GS取Bmax=2000G1): T=1/fo=1/200K=5us2): Tonmax=T*Dmax=5*0.42=2.1us3): V2min=(Vo+VL+VF)*T/Tonmax=(5.5+0.2+0.5)*5/2.1=14.8V4): n=V2min/V1min=14.8/100=0.1485): N2=(V2min*Tonmax/Bs*Ae)*104 =(14.8*2.1/2000*87.4)* 104=1.83T︽2T6): N1 =N2/ n=2/0.148=13.5T︽14TTonmax=(Vo+VL+VF)*T/ V2min=2.09 Dmax= Tonmax/T=2.09/5=0.418︽0.42优化设计举例1）绕线空间设计: 变压器绕线空间设计得好﹐使其耦合传递最佳﹐发挥功率更佳﹐干扰更小﹐例一﹐ETD44 AV 音响主功率变压器1－2 Φ0﹒35 X7 25T1－2 Φ0﹒21 X10X2 25T7－9 Φ0﹒35 X9 5T 7－9 Φ0﹒35 X9 5T2－3 Φ0﹒21 X10X2 25T2－3 Φ0﹒35 X7 25T 减小绕线高度﹐对理线较合理﹒例二﹐EI22 DVD 辅助变压器1－X Φ0﹒30 8T1－2 Φ0﹒25 16T 6--8-------------------- 6--8-------------------- 6--9--------------------6--9--------------------X －2 Φ0﹒30 8T1－2 Φ0﹒25 16T 增强耦合性能﹐采用并联绕线﹐合理安排接线工艺﹐减小漏感﹒例三﹐EER28 DVD 主功率变压器3--4 Φ 0.40 25T 17--15 Φ0.40X2 4T 4--2 Φ 0.40 25T14--13---------------------- 2--1 Φ 0.40 25T3--4 Φ 0.40 25T 17--15 Φ0.40X5 4T 4--2 Φ 0.40 25T 14--13----------------------2--1 Φ 0.40 25T 加大耦合﹐减小漏感﹐提高负载能力﹒17--15 Φ0.40X2 4T （1） （3）（1） （3）（3）（2）1﹒干燥空气爬电耐压距离﹕经验距离为1mm /1000V﹒2﹒TAPE（0﹒025／0﹒065）P－S三层规定﹕ 1层>4000V 延伸变形后＞1500V﹒3﹒S线圈－S线圈之间爬电耐压距离﹕＞1500V ＞1.5mm﹒4﹒边缘胶带MARGINTAPE爬电耐压距离﹕边缘安胶W=3mm可根据Vi电压W1.5－2.mm﹒5﹒采用TEX－E线解决耐压距离﹕三重绝缘线层>6000V 延伸变形后耐压下降﹒6﹒胶带绝缘层解决耐压距离﹕胶带村垫SOL一层SPC二层﹐反贴胶带等﹒7﹒规格耐压条件(3.0KV/60’ 2mA) 制程条件UL3.0KV ＊1.2倍/2’ 2mA﹒8﹒层间耐压要求﹕层间耐压测试要求﹐与AN有关﹒常規安全距离MARGIN TAPE 3mm常規安全距离MARGIN TAPE 6mmoil-woil 爬電距离wire-coreTUBE保護woil-woilTUBE保護2mm2.0KVCS2670 耐壓儀鐵平板0.065m4﹒0KVCS2670耐壓儀鐵平板空气爬電耐壓測試膠帶耐壓測試3）开关变压器的参数分析区1.关于集肤效应可选用多股线（满足b>a a=r2π b= r2π*x x= x股线）满足高频负载电流﹐降低变压器温升﹒2. 关于Lk 与Cp是一对矛盾﹐一般要求变压器平衡Lk与Cp参数﹐Lk不要追求愈小愈好﹐Cp的增加会引起噪声的增加﹒L(dic/dt) UcU LI LC(d U c/dt) Ic一﹐漏感L k﹕當開關管達到高速開關時﹐（截止）由于變壓器的L k存在﹐開關管兩端就會產生浪涌電壓﹒整机中可以采用(電壓鉗位電路)來控制.二﹐分布電容Cp﹕當開關管（導通）由于開關寄生電容及變壓器Cp產生浪涌電流﹐流向開關產生很大噪聲﹒整机中可以采用(電流限制電路)來控制.三﹐集膚效應﹕﹒線圈中流過高頻電流時在開關頻率較高﹐電流只在導線的表皮流過﹐稱為集膚效應﹐高速開關下磁力線引起渦流﹐抵消中心電流﹐導線形成空心導体﹒穿透深度Δ＝6﹒61／√f（mm）高頻>100KHZ, 線經不超過穿透深度Δ的兩倍為好﹒例﹒Δ＝0﹒09 0﹒09＊2＝0﹒18 選用0﹒10－0﹒17开关变压器GAP&L K1﹒气隙GAP 设计大小与所需要的传递能量有关﹐GAP 大气隙长度增加也就是气隙体积增加﹐电感下降﹒GAP 小容易引起电感饱和﹒2﹒气隙GAP 传递能量大小与使用的工作频率有关﹐高频时（＞60KHZ ）磁芯损耗加大﹒3﹒LEAKAGE 漏感﹕初级绕组P&S 次级主绕组相邻紧密﹐耦合面积大﹐（P ﹒S 夹绕）漏感量小﹒S次级主绕组如果匝数少﹐疏绕或者增加匝数﹐也可减小漏感量﹒Ig=0.4πL I 2/ Ae * 2B1 /2 L I 2= * /u o 0.4π* Ae IgB GAP 儲蓄能量GAP 氣隙長度SECONDAPRIMARMUTUAL FLUXLEAKAGEGAPΦCΦ2Φ1BB 磁感磁場體積儲能。
自耦变压器的简易设计
5
⑨ 变压器的输出电流 I2= Pi/U2/η = 6666.7/220/0.95 = 32.58 A ⑩ 变压器的输入电流 I1= Pi/U1/η = 6666.7/127/0.95 = 55.26 A 4-3 绕组电原理示意图：
入力电流 IU=55.26A
当 J= 2.50 A/mm2 时， 导线面积 Aw= 13.03 mm2 园线直径 φ x=2*((Ix/J)/π )^0.5 = 或 扁线规格： a= 2.0 mm b= 7.0 mm
1.61A
mm
2
3.55A
c
Ns(a-c) φ 1.0/386Ts
a 2
Np(a-b): φ 1.1/322Ts
1.94A
b
2
2
b
3。自耦降压变压器计算（例 2）： 设计一降压自耦变压器：输入电压220V,电流频率50Hz,输出电压100V,输出电流3.0A。 3-1 电原理图： I1
传输绕组 U1=220V
4。三相自耦升压变压器计算（例 3）： 设计一三相20KVA升压自耦变压器：输入电压220V,电流频率50Hz,输出电压380V,星形 连接。 4-1 电原理图： 由于是三相星形变压器，则有： u ① 相功率是变压器额定功率的三分之一： 绕组电压220V Pi= 20000/3 U 380V = ###### VA 绕组电压127V ② 星形连接时，每相的绕组电压是相电 220V 压的1/ 3 ，即： 初级每相绕组电压 Vi= 127 V 380V v 次级每相绕组电压 Vo= 220 V 220V ③ E/e是初次级的共同中性点。 V 380V 4-2 计算： ① 变压器每相功率 220V Pz= 6666.7 (VA) ② 每相绕组的变压比 w n = U2/U1 = 220/127 W = 1.732 出力侧 入力 ③ 电磁功率 Px= Pz*(1-1/n) = 6666.7*(1-1/1.732) E e （中性端） = ###### (VA) ④ 变压器效率η = 95% 选用三相铁心，每相截面面积为(取系数 k=1.0) Se= k*（Px/η ） = 1.0*(2817.7/0.95)^0.5 = 54 cm2 ⑤ 绕组每伏匝数 取 Bm =1.0T，则有： 10^4 T/V= K*f*Bm*Se T/V: Ts/V 变压器绕组的每伏匝数 10^4 K: 波形系数，交流 K=4.44 = 4.44*50*1.0*54 f: Hz 电源频率，本例 f=50 = 0.834 Ts/V ⑥ 变压器的绕组的总匝数（即U2=220V的匝数） N2= T/V*U1 = 0.834*220 = 184 Ts ⑦ 输入绕组的匝数（即U1=127V的匝数） N1= T/V*U2 = 0.834*127 = 106 Ts ⑧ 公共绕组电流 当 J= 2.20 A/mm2 时， Ix= Px/η /U1 导线面积 Aw= 6.13 mm2 = 2817.7/0.95/220 园线直径 φ x=2*((Ix/J)/π )^0.5 = 2.8 mm = 13.48 A 或 扁线规格： a= 2.0 mm
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
一 短路阻抗的概述
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二 双绕组变压器短路阻抗计算
二-1 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组无轴向油道）
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二-2 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组有轴向油道或气道）
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算
（层式）辐向计算（mm）
（层式）轴向、窗高、电抗高度计算
aδ+0.05----带绝缘的导线直径或厚度
×na----导线沿辐向并绕根数
（mm） bδ+0.05----带绝缘的导线直径或宽度
ac----每匝导线总厚度
×nb ----导线沿轴向并绕根数
绕组计算
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分目录—变压器高、低压绕组计算
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一 初算每匝电压....................................23 二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核................24 三 电流密度与导线规格选择..........................30 四 绕组型式选择....................................35 五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算..............37 六 导线电阻与重量计算..............................41 七 线圈电阻损耗、负载损耗..........................51
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 3 磁通密度与磁通的计算
二 - 4 高压（中压）绕组匝数计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
×mc-----层数(油道内侧)
h----每匝导线总高度
am----油道内侧导线总厚度
+δm=δm’（mc-1）----油道内侧层间绝缘总厚度
×（Wc+1）----每层最大匝数 Hj----轴向净高度
Bj----油道内侧净辐向
+Ka-----辐向裕度 B1----油道内侧辐向厚度
+Kb----轴向裕度 hmax----最大轴径
第一篇 设 计 变压器
准备工作
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分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
四 变压器电压、电流计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
目录
一 短路阻抗的概述..................................56 二 双绕组变压器短路阻抗计算........................58 三 短路阻抗的调整..................................62
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
四 绕组型式选择
✓1 单层圆筒式
✓2 双层圆筒式
空载损耗与空载电流........................64 变压器油箱结构设计.........................77 变压器绝缘设计.............................104
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➢第一篇 设计变压器的准备工作
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
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B2----油道外侧辐向厚度
δ----油道厚度
B=B1+B2+δ----辐向总厚度
+2δmin----最小端绝缘尺寸（控制在5-10mm） H’----（单根绕制）线圈高度
H=HL+nb×bδ/2----(nb 导线并绕)线圈高度
+La----上绝缘高度
+Lb----下绝缘高度
Hw----窗高
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追求卓越 臻于至善 HK洞=H察(需或求H’)-不h懈--创--新电抗高度
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
（层式）绕组绝缘半径及中心距计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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洞察需求不懈创新53 Nhomakorabea➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
第四篇
变压器短路 阻抗计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 - 2 导线规格选择 根据电流密度公式推导导线截面积公式如下v
Sq=Iq / Jq
[mm2]
导线截面积计算出来之后，再通过查表选取导线的规格，其表格如下：
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