高频变压器设计计算公式
高频变压器计算公式
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磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo 磁芯参数:(1)有效磁导率μro。
在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:式中 L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).(2)饱和磁感应强度Bs。
随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。
(3)剩余磁感应强度Br。
磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。
(4)矫顽力Hco。
磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。
公式(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。
在介质中,磁场强度则通常被定,式中为磁化强度。
磁化强度,magnetization,描述磁介质磁化状态的物理量。
是磁化强度,通常用符号M表示。
定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比,即对于顺磁与抗磁介质,无外加磁场时,M恒为零;存在外加磁场时,则有或其中H是媒质中的磁场强度,B是磁感应强度,μo是真空磁导率,它等于4π×10^-7H/m。
高频变压器简单计算方法
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高频变压器简单计算方法
高频变压器是一种用于变换交流电压的电器设备。
虽然计算高频变压器的精确参数需要更加复杂的方法和考虑更多的因素,但是在一些简单的应用中,我们可以使用一些基本的计算方法来估算高频变压器的参数。
首先,我们需要知道高频变压器的输入电压(Vin)、输出电压(Vout)、频率(f)和功率(P)。
如果其中任何一个参数未知,我们可以使用其他已知参数来确定。
请注意,这些计算方法是基于一些基本的假设和限制的,可能会有一定的误差。
1. 估算变压器的输出电流:
变压器的输出电流(Iout)可以通过下面的公式进行估算:
Iout = P / Vout
2. 估算变压器的变比:
变比(N)表示输入电压和输出电压之间的比例关系。
可以通过下面的公式进行估算:
N = Vin / Vout
3. 估算变压器的电感:
变压器的电感(L)可以通过以下公式进行估算:
L = (Vout * N) / (2 * π * f * Iout)
这些是一些基本的计算方法,可以帮助我们初步估算高频变压器的一些参数。
然而,考虑到高频变压器的复杂性和一些特殊的应用要求,更精确的计算方法可能需要进一步的分析和模拟。
因此,在实际设计和应用中,建议咨询专业的电气工程师或使用专业的电路设计软件来确保准确性和可靠性。
请记住,电气设备涉及到高压和高电流,操作时务必小心谨慎,并遵循相应的安全规定。
高频变压器匝数计算
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高频变压器参数计算一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S ⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = E L * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3.电感中能量与电流的关系:Q L = 1/2 * I2 * L ⑼Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1-------- 初级线圈的匝数(圈) E1-------- 初级输入电压(伏特)N2-------- 次级电感的匝数(圈) E2-------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压:200--- 340 V输出直流电压:23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率:117.5W2.确定初次级匝数比:=100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝次级整流管选用VRRM数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = V IN(max) / (V RRM * k / 2) ⑾------ 最大输入电压 k ----- 安全系数N1 ----- 初级匝数 VIN(max)N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = V in(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压Vin(max)Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V) 4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/V in(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
高频变压器参数计算方法
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高频变压器参数计算一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S ⑴ Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = E L * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2 ⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3.电感中能量与电流的关系:Q L = 1/2 * I2 * L ⑼Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1-------- 初级线圈的匝数(圈) E1-------- 初级输入电压(伏特)N2-------- 次级电感的匝数(圈) E2-------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压: 200--- 340 V输出直流电压: 23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率: 117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用VRRM=100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM* k / 2) ⑾N1 ----- 初级匝数 VIN(max)------ 最大输入电压 k ----- 安全系数 N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = V in(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿Vin(max)----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压 Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/V in(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌ 0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
高频变压器匝数计算
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高频变压器参数计算一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S ⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = E L * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3.电感中能量与电流的关系:Q L = 1/2 * I2 * L ⑼Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1-------- 初级线圈的匝数(圈) E1-------- 初级输入电压(伏特)N2-------- 次级电感的匝数(圈) E2-------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压:200--- 340 V输出直流电压:23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率:117.5W2.确定初次级匝数比:=100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝次级整流管选用VRRM数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = V IN(max) / (V RRM * k / 2) ⑾------ 最大输入电压 k ----- 安全系数N1 ----- 初级匝数 VIN(max)N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = V in(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压Vin(max)Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V) 4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/V in(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
专业高频变压器设计计算公式大全
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专业高频变压器设计计算公式大全要求:输入AC 220V±10% 效率:80%工作频率40KHZ输出电压62V 电流:2A辅助绕组电压:20V/0.1A最大占空比:0.48一.计算最小直流电压和最大直流电压Emin=220*0.9*1.1=218VEmax=220*1.1*1.4=339V二.计算输入功率和视在功率Pin==Po/η=62*2/0.8=155WPt=Po/η+Po=155+124=279w三.计算AP值选择磁芯AP == Aw*Ac==Pin*10²2*F*Bm*J*Ku*Ki== 279*10²2*40*103* 0.15*4*0.4 *1== 1.45选择PQ32/30磁芯Ae=1.6 Aw=0.994Ap=1.6*0.994=1.59结果大于计算的值,符合要求。
材质选用PC40型。
四.计算初级电流峰值和有效值设定电路工作在连续模式,根据输入电压的范围取Krp为0.6Ip =2PinEmin*Dmax*(2-Krp)= 2*155218*0.48*(2-0.6)= 2.1AIrms =Ip*Dmax*(Krp²/3-Krp+1)=2.1*0.48*(0.6²/3-0.6+1)= 1.05A五.计算初级电感量连续模式Lp = Emin*DmaxIp1=Ip2(1-Krp) F*(Ip2-Ip1)=2.1*(1-0.6)=0.84=218*0.4840*103*(2. 1-0.84)= 2.076mH断续模式Lp= Emin²*Dm ax²2*Pin*F=218²*0.48²2*155*40*103= 883.0uH六.计算初级、次级、反馈绕组的圈数DmaxUpmin 计算变压比:n=1-Dmax Up2=0.48218 1-0.48 62= 3.2454初级圈数Np=Emax*1044*F*Bm*Ae=339*1044*40*103*0.15*1.61= 87.7TS 取整数88TS次级圈数Ns1= Np Np*(1-Dmax)*Us1nUpmin*Dmax Np 88n 3.2454 = 27TS反馈圈数Nf= Np*(1-Dm ax)*Us1 Upmin* Dmax= 8.7TS 取9TS八.核算临界电感量(H)Lmin=Ein* nV 。
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专业高频变压器设计计算公式大全在设计变压器时,需要考虑多个因素,包括输入和输出电压、电流、功率、频率、磁通密度、磁路结构等。
下面是一些常用的变压器设计计算公式:1.需求计算公式:(1)计算输入和输出功率:P=V*I其中,P是功率,V是电压,I是电流。
(2)计算变压器变比:N=V1/V2其中,N是变比,V1是输入电压,V2是输出电压。
(3)计算输入和输出电流:I1=P/V1,I2=P/V2其中,I1是输入电流,I2是输出电流。
2.磁路计算公式:(1)计算磁路截面积:A=B/(f*μ*H)其中,A是磁路截面积,B是磁感应强度,f是频率,μ是磁导率,H 是磁场强度。
(2)计算磁通量:Φ=B*A其中,Φ是磁通量。
(3)计算铁心横截面积:S=Φ/B其中,S是铁心横截面积。
3.匝数计算公式:(1)计算初级匝数:N1=(V1*10^8)/(B*f*A)其中,N1是初级匝数。
(2)计算次级匝数:N2=(V2*10^8)/(B*f*A)其中,N2是次级匝数。
4.器件尺寸计算公式:(1)计算铁芯尺寸:U=1.8*(Lc/μ)*B*H/Bm其中,U是铁芯尺寸,Lc是直径或长度,B是磁感应强度,H是磁场强度,Bm是饱和磁感应强度。
(2)计算绕线长度:Lw=π*D*(N1+N2)其中,Lw是绕线长度,D是变压器内径。
(3)计算线径:d=(I*K)/(0.4*J*D)其中,d是线径,I是电流,K是充填系数,J是电流密度,D是变压器内径。
这些公式提供了一些变压器设计的基本计算方法。
在实际设计中,还需要考虑到其它因素,如损耗、效率、温升等,以确保设计的变压器满足要求。
设计高频变压器的计算公式
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设计高频变压器的计算公式
公式1:
1. 已知参数: (1) 输入电压 Vin Vin(max) Vin(min) (2)输出电压Vout (3)l输出功率:Pout (4)电源效率:η (5)开关
频率: Fs(t) (6)占空比
: Dmax
(7)线路主开关管的耐压:V mos 2. 计算
Vf=Vmos-Vin(max)dc-150 ; Vf 电感
储能电压,150为余留的余量电压. Np/Ns=Vf/Vout
Vin(min)dc * Dmax=Vf*(1-Dmax)
1/2(Ip1+Ip2)*Dmax*Vin(max)dc =Pout/η ;Ip1为开关
导通原边电流,Ip2为关断时电流.
一般工作在连续模式: 必须 Ip2=3Ip1 3.原边电感量:
Lp=Dmax*Vin(max)dc/ Fs *ΔIp Δip=Ip2-Ip1=2Ip1
AwAe=(Lp*Ip22*104/Bw*Ko*Kj)1.14 公式2:
Lp=η*(Umin*Dmax)2 / (2*Po*f) Ip=2*Po / (η*Umin*Dmax) Is=1.3Ip S=0.15√pm― W=1/2(Is+L2 )
Np=2*108 W / (Bm * S *Is)
Ns=Np*(Vo+Vd)Dmax /Umin*(1-Dmax)
公式3:
K=Uimax/Uimin
Dmin=Dmax / [(1-Dmax)k + Dmax]
Ip=2Po / ( Uimin*Dmax)
Lp=Uimin*Dmax / (Ip*f)
Bmax=B/2
Np=Lp*Ip*104 /(Al*Bmax)
Ns= N1(Uo+Ud)(1-Dmax)/ (Uimin*Dmax)。
高频变压器设计的常用计算公式
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Irms =
Ip* Dmax*(K rp²/3Krp+1)
2.1* 0.48* (0.6²/3= 0.6+1)
= 1.05A
Ap=1.6*0 .994=1.59
五.计算 初级电感 量
连续模式 断续模式
Emin*Dm ax Lp =
F*(Ip2Ip1)
218*0.48 =
40*103*(2 .1-0.84) = 2.076mH
设计实 例: 要求:输 入AC 220V± 10%
工作频率 40KHZ
输出电压 62V 辅助绕组 电压: 20V/0.1A 最大占空 比: 0.48 一.计算 最小直流 电压和最 大直流电 压
Emin=22 0*0.9*1.1 =218V
Emax=22 0*1.1*1.4 =339V 二.计算 输入功率 和视在功 率
Upmin* Dmax = 8.7TS
取9TS
八.核算 临界电感 量(H)
Ein* nV
。2Lmin=源自Ein+nV。
218* 3.245*62 =
218+3.24 5*62
= 882.8uH 计算出的 结果和断 续模式的 电感一致 。Lp≥ Lmin
T 2Pin
2
0.000025
2*155
六.计算 线径
四.计算 初级电流 峰值和有 效值 设定电路 工作在连 续模式, 根据输入 电压的范 围取Krp 为0.6
== 2*40*103
*0.15*4*
0.4*1
==
1.45
Aw=0.99 Ae=1.6 4
2Pin
Ip = Emin*Dm ax*(2Krp)
2*155 =
高频变压器参数计算
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高频变压器参数计算一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S⑴Ф----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:EL =⊿Ф / ⊿t * N⑷EL = ⊿i / ⊿t * L⑸⊿Ф----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S )⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = EL * ⊿t / L⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:QL = 1/2 * I2 * L⑼QL -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D))⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压:200--- 340 V输出直流电压:23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率:117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2)⑾N1 ----- 初级匝数VIN(max) ------ 最大输入电压k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1⑿Vin(max) ----- 输入电压最大值Vo ----- 输出电压Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd)⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
高频变压器计算
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高频变压器计算1. 引言高频变压器在电子领域中具有广泛的应用,尤其在通信、电力电子、医疗器械等领域中扮演着重要的角色。
在设计高频变压器时,正确的计算方法可以保证其性能和可靠性。
本文将介绍高频变压器计算的基本原理和方法。
2. 变压器的基本原理变压器是基于电磁现象工作的电子设备,它通过电流的变化在一个线圈中产生磁场,进而将磁场传递给另一个线圈,并在另一个线圈中产生电流。
根据电磁感应定律,当一个线圈的磁场变化时,另一个线圈中就会产生感应电动势。
变压器是根据线圈的匝数比来调整输出电压和电流的。
在高频变压器中,由于工作频率较高,需要更细致的计算方法。
3. 高频变压器的主要参数在高频变压器的设计中,需要考虑以下几个主要参数:3.1 匹配阻抗在高频电路中,要达到最大功率传输,输入和输出线圈的阻抗需要匹配。
当输入线圈的阻抗与输出线圈的阻抗相等时,能够实现最大功率传输效率。
因此,通过计算输入线圈和输出线圈的等效电阻,并进行匹配阻抗计算,可以得到最佳的转换效率。
3.2 磁芯选材高频变压器中磁芯的选材非常重要。
磁芯的材料应具有低磁滞、低损耗和高饱和磁感应强度等特性。
常用的磁芯材料有硅钢片、铁氧体、纳米晶等。
根据应用需求和工作频率的不同,选择适合的磁芯材料可以提高变压器的效率和稳定性。
3.3 匝数比计算变压器的匝数比决定了输出电压与输入电压之间的比例关系。
在高频变压器设计中,需要根据所需的输出电压和输入电压计算匝数比。
根据变压器的工作原理以及电压和匝数的关系,可以使用以下公式进行计算:匝数比 = 输出电压 / 输入电压3.4 磁链密度计算磁链密度是指磁场中磁感应强度的大小。
磁链密度的计算是为了保证变压器在工作时不出现过磁和饱和现象,从而提高变压器的性能和可靠性。
通过根据磁芯的特性和工作条件,计算磁链密度的大小,并进行合理的选择和优化。
4. 高频变压器计算实例以一个具体的高频变压器为例,假设输入电压为12V,输出电压为120V,工作频率为1MHz。
高频变压器参数计算
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铁芯截面积A=1.25*√P(功率)。
铁芯取8500高斯。
每伏匝数取:T=450000/8500*S(截面积)漆包线载流量取2.5A-3.5A/mm2小型变压器的绕制:小型变压器铁心匝数绕制随着电子元件大量应用在电厂控制、监测和自动回路中,小型变压器的应用日益广泛。
因小型变压器损坏,市场上一时又难以买到,引起设备不能正常运行的事故较多。
因此,除加强小型变压器的运行维护外,还应掌握小型变压器的绕制。
1 小型变压器的设计设计小型变压器,主要有以下几个步骤:(1)计算变压器的功率;(2)计算变压器的铁心;(3 )计算变压器线圈匝数;(4)计算变压器绕组导线的截面积;(5)计算变压器铁心窗口容纳绕组的导线及绝缘物。
1.1 功率的计算变压器的功率可根据下式计算,即P=IV (1)式中P——电功率;I——电流;V——电压。
先算出次级功率,然后再算初级功率。
线圈总功率(即变压器功率)的计算方法与硅钢片的种类有关,将次级功率加上消耗功率即得初级功率,一般来说,铁心消耗功率约为15%,即初级功率算式如下P1=1.18 P2 (2)式中P1——初级功率;P2——次级功率。
1.2 铁心的计算变压器的功率求出后,可用下式求出铁心有效截面积,即(3)式中A为铁心有效截面积(cm2),数字1.2是根据铁片的不同种类通过经验公式取得的,一般变压器硅钢片采用磁通密度1~1.2 T,用公式(3);如电动机硅钢片采用磁通密度0.8~1 T,可将公式(3)中的1.2改成1.6;如普通黑铁片采用磁通密度0.6~ 0.7 T,可将公式(3)中的1.2改成2。
以上是已知电功率后选铁心时使用的方法,如有现成的铁心,则可以用下式来求可绕制的功率。
(4)式中铁心有效截面积A=铁心宽(cm)×铁心迭厚(cm)。
1.3 匝数的计算求出了铁心有效截面积就可求出每伏应绕制的匝数,计算公式如下(5)式中T为每伏匝数,B为铁心磁通密度(T),A为铁心有效截面积(c m2)。
高频变压器设计计算公式
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气隙 长度
Lg(㎜) 0.533194699 单反激Ns
Lp(mH) 1.74 初级匝数Np 108
Ip(A) 0.54 Vp(v) 234
Ae(m㎡) 83 Vs(v) 12.6
△B(mT)
0.12 1-a工作比 0.6 a工作比 0.4
次级Ns
8.723076923 正激及双极性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
圈数比等于电压比(初级匝数Np与次级Ns计算公式通用) 为结果 为平方根 为输入参数
NpAe△B=Vton=LpIp 初级匝数Np 93.97590361 匝数 计算 公式 Ae(m㎡) 83 Ae(c㎡) 93.98795181 Lp(mH) 1.738285714 Ip(A) 0.538461538 0.83 Vp(v) 234 Vp(v) 234
△B(mT)
Vp(v) 234 Lp(mH) 1.74 T(us) 10 Ton(us) 4
为结果
为平方根 拓扑结构 单反激 单正激 桥式整流 全波整流 峰值电流Ip(A) 0.538 0.5 8 40
为输入参数 a工作比 0.36514837 0.63245553 0.89442719 1.34164079 0.4 0.4 0.4 0.4
线径总截面积S(m㎡) 电流有效值(A) 电流密度(A/m㎡) 电流有效值(A) 0.166666667 导线 线径 线径总截面积S(m㎡) 计算 公式 0.19625 0.166666667 0.75 根数 1 1 4.5 D直径(㎜) 0.5 0.460775678 0.196449824 0.316227766 7.155417528 26.83281573
ton(us) 4 Ip(A) 0.538 Po(W) 25.2 Po(W) 25.2
高频变压器设计计算公式
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0.25
Sc= 0.05mm2
Ip1 =Ip2(1Krp)
=2.1*(10.6)=0.8 4
六.计算 初级、次 级、反馈 绕组的圈 数 计算变压 比:n=
初级圈数
Dmax Upmin
1-Dmax Up2
=
0.48 218
1-0.48
62
= 3.2454
Emax*10
4
Np=
4*F*Bm* Ae
339*104 =
= 4*40*103 *0.15*1.6 1
= 87.7TS
取整数 88TS
次级圈数 反馈圈数
Ns1= Np
Np*(1Dmax)*U s1
n = Np
n = 27TS
Upmin* Dmax
88 3.2454
Np*(1Dmax)*U Nf= s1
Upmin* Dmax = 8.7TS
取9TS
七.核算临界电感量(H)
Ein* nV
。
2T
Lmin=
为减小趋 肤效应的 损耗,线 径取直径 0.45X2股 绕制
0.2826m Sc= m2
1.13 次级线径 DS= I0/J
1.13 = 2.0/4
=
0.8
为减小趋 肤效应的 损耗,线 径取直径 0.60X2股 绕制 反馈线径
Sc= 0.50mm2
1.13 Df= If/J
1.13 = 0.2/4
=
= 1.05A 五.计算 初级电感
Ap=1.6*0 .994=1.59
连续模式 断续模式
Emin*Dm ax Lp =
F*(Ip2Ip1)
218*0.48 =
40*103*(2 .1-0.84) = 2.076mH
高频变压器的线圈匝数和线径计算步骤介绍
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高频变压器的线圈匝数和线径计算步骤介绍高频变压器线径计算高频变压器线径的确定根据公式D=1.13(I/J)^1/2可以计算出来,J是电流密度,不同的取值计算出的线径不同。
由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度。
穿透深度公式:d=66.1/(f)^1/2如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线。
例如:1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2D=1.13*(1/4)^1/2=0.565mm Sc=0.25mm^d=66.1/(f)^1/2=66.1/(100000)^1/2=0.209mm2d=0.418mm采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2。
2根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2可以看出采用2*0.4的方案可以满足计算的要求。
高频变压器匝数计算一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S ⑴B = H * μ ⑵H = I*N / l ⑶2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:EL =⊿Ф / ⊿t * N ⑷EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = EL * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2 ⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:QL = 1/2 * I2 * L ⑼4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压:200--- 340 V输出直流电压:23.5V输出电流:2.5A * 2输出总功率:117.5W2.确定初次级匝数比次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾ 这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)4.计算PWM占空比由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌ 0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
张兴柱,全桥变换器中的高频变压器设计公式
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全桥变换器中的高频变压器设计公式张兴柱博士J :为变压器原副边导线的电流密度(2/mm A ); s f :为变换器的开关频率; K :为变压器的窗口系数; 1η:为变换器在低限满载时的效率。
从面积积公式可知,副边有续流二极管的变压器,其拓扑系数小一些,如对于 45.0max =D ,57.0)(=a T K ,58.0)(=b T K 张兴柱博士简介 n1983、1987、1990年分获浙江大学电机系电力电子的学士、硕士和博士n1990~1995在浙江大学从事电力电子的教学与科研,1992年评为副教授n1995~1998年在美国Virginia Tech电力电子研究中心任客座教授,VPT任高级设计工程师n1998~2001年在深圳华为电气任电源技术研究部总经理n2000~2001年在深圳华为电气兼任二次/工业电源产品线开发经理,副总监n2001~现任普高(杭州)科技开发有限公司总经理长期从事高频开关电源技术及产品的研究、开发、管理和咨询。
主要成果有:1:发表开关电源相关的学术论文40余篇;2:申请开关电源方面的发明专利6个;3:主持国家和省级自然科学基金项目各1个;4:负责开关电源新产品开发项目40余个;5:撰写开关电源技术专题20余个;6:为电源工程师讲授电源设计课程多次;7:为电源项目经理讲授产品开发管理课程多次。
曾获国家、省和单位的主要奖项:1:1990年获浙江大学优秀毕业博士称号2:1991年获国家教委科技进步三等奖3:1992年获中国电工技术学会首届青年科技奖4:1993年获第三届中国青年科技奖5:1999年获华为公司研发管理氛围特等奖6:2000年获华为公司新产品开发金奖7:2003年获杭州市131优秀中青年人才称号2001年至今已为下列公司讲授过各类技术专题多个:深圳艾默生深圳中兴深圳中远通深圳新泰达深圳康达炜北京光宝北京鸿运北京新雷能北京星原丰泰上海梅兰日兰上海Delta 上海Tyco杭州Belfuse 杭州中恒温州鸿宝石家庄国耀漳州科华。
完美版反激式高频变压器的设计公式
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完美版反激式高频变压器的设计公式
1.AP=[(P0/N+P0)*10000]/(2^B*FS*1000*J*KU)
2.IOB=0.8*IOMAX
3.[VINMIN=ACMIN*1.414-20
4.N=[VINMIN/(VO+VF)]*[DMAX/(1-DMAX)]
5.CHECK DMAX=N(VO+VF)/[VINMIN+N(VO+VF)]
6.^ISB=2IOB/(1-DMAX)
7.LS=(VO+VF)*(1-DMAX)*[1/(FS*1000)]/^ISB*1000000
8.LP=N^2LS
9.^ISP=IO(MAX)/(1-DMAX)+(^ISB/2)
10.^IPP=^ISP/N
11.NP=LP*^IPP/(^B*AE)
12.NS=NP/N
13.V A=(VO+VF)/NS
14.NVCC=(VCC+VF)/V A
15.UO=4*3.14*0.0000001
16.IG=NP^2*UO*AE/(LP/1000)
17.NPAWP=PO/N/VINMIN/J
18.NSAWS=IO/J
19.NVCCAWV=IV/J
20.END
说明:1.本套计算公式适用于商业性的反激高频变压器的设计,公式当
中除含有经验成分之外还添加成本系数,使其开发出高性能,低成本的变压器单元组件.
2.以下标"AAA"的是我公司用上述公式开发出的开关电源成品机.
3.本人才浅识薄,渴求能与各位大侠共研电源之精髓,实为鄙人之大幸. 本人邮箱:pads2005pcb@。
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Upmin* Dmax = 8.7TS
取9TS
八.核算 临界电感 量(H)
Ein* nV
。
2
Lmin=
Ein+nV
。
218* 3.245*62 =
218+3.24 5*62
= 882.8uH 计算出的 结果和断 续模式的 电感一致 。Lp≥ Lmin
T 2Pin
2
0.000025
2*155
六.计算 线径
1-0.48
62
= 3.2454
Emax*10
4
Np=
4*F*Bm* Ae
339*104
= 4*40*103 *0.15*1.6 1
= 87.7TS
取整数 88TS
次级圈数 反馈圈数
Ns1= Np
Np*(1Dmax)*U s1
n = Np
n = 27TS
Upmin* Dmax
88 3.2454
Np*(1Dmax)*U Nf= s1
四.计算 初级电流 峰值和有 效值 设定电路 工作在连 续模式, 根据输入 电压的范 围取Krp 为0.6
== 2*40*103
*0.15*4*
0.4*1
==
1.45
Aw=0.99 Ae=1.6 4
2Pin
Ip = Emin*Dm ax*(2Krp)
2*155 =
218*0.48 *(2-0.6) = 2.1A
Pin==Po/ η =62*2/0.8 =155W
Pt=Po/η +Po=155 +124=279 w 三.计算 AP值选 择磁芯
效率: 80%
电流: 2A
AP ==
Aw*Ac= Pin*10² = 2*F*Bm* J*Ku*Ki
279*10² ==
选择
PQ32/30 磁芯
结果大于 计算的 值,符合 要求。材 质选用 PC40型 。
Sc= 0.50mm2
1.13 Df= If/J
1.13
= 0.2/4
=
0.25
Sc= 0.05mm2
Emin² Lp= *Dmax²
2*Pin*F 218²
*0.48² =
2*155*40 *103 = 883.0uH
Ip1 =Ip2(1Krp)
=2.1*(10.6)=0.8 4
六.计算 初级、次 级、反馈 绕组的圈 数 计算变压 比:n=
初级圈数
Dmax Upmin
1-Dmax Up2
=
Байду номын сангаас
0.48 218
Irms =
Ip* Dmax*(K rp²/3Krp+1)
2.1* 0.48* (0.6²/3= 0.6+1)
= 1.05A
Ap=1.6*0 .994=1.59
五.计算 初级电感 量
连续模式 断续模式
Emin*Dm ax Lp =
F*(Ip2Ip1)
218*0.48 =
40*103*(2 .1-0.84) = 2.076mH
设计实 例: 要求:输 入AC 220V± 10%
工作频率 40KHZ
输出电压 62V 辅助绕组 电压: 20V/0.1A 最大占空 比: 0.48 一.计算 最小直流 电压和最 大直流电 压
Emin=22 0*0.9*1.1 =218V
Emax=22 0*1.1*1.4 =339V 二.计算 输入功率 和视在功 率
电 流密度J 取 4.0A/mm2
初级线径
1.13 Dp= I1/J
1.13 = 1.13/4
=
0.6
为减小趋 肤效应的 损耗,线 径取直径 0.45X2股 绕制
0.2826m Sc= m2
1.13 次级线径 DS= I0/J
1.13 = 2.0/4
=
0.8
为减小趋 肤效应的 损耗,线 径取直径 0.60X2股 绕制 反馈线径