高频开关电源变压器原理

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开关电源 高频变压器 计算

开关电源 高频变压器 计算

开关电源高频变压器计算开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备,广泛应用于各种电子设备中。

而高频变压器则是开关电源中的关键组件之一,用于实现电压的变换和隔离。

本文将从开关电源和高频变压器的工作原理、计算方法以及应用领域等方面进行介绍。

一、开关电源的工作原理开关电源通过不断开关的方式将输入的交流电转换为高频的脉冲电流,再经过整流、滤波等环节得到稳定的直流电。

其主要由输入端的滤波电容、整流桥、开关管、变压器、输出端的滤波电容和稳压电路等组成。

其中,开关管的开关频率决定了开关电源的工作频率,一般为几十kHz到几百kHz不等。

二、高频变压器的工作原理高频变压器是开关电源中的关键元件,主要用于实现输入端与输出端的电压变换和隔离。

其工作原理基于电磁感应定律,通过输入端的脉冲电流在变压器的磁场作用下产生电磁感应,从而实现电压的变换。

高频变压器通常由高导磁率的铁芯和绕组组成,绕组的匝数比决定了输入端与输出端的电压变换比。

三、高频变压器的计算方法在设计高频变压器时,需要根据具体的输入输出电压要求和功率需求进行计算。

一般来说,高频变压器的计算主要包括以下几个方面:1. 输入电压和输出电压:根据实际需求确定输入端和输出端的电压值。

2. 输入功率和输出功率:根据实际需求确定输入端和输出端的功率值。

3. 变压器的变比:根据输入端和输出端的电压值计算变压器的变比,即输入匝数与输出匝数的比值。

4. 变压器的铁芯截面积:根据输入功率和开关频率计算变压器的铁芯截面积,以满足工作时的磁通密度要求。

5. 绕组的匝数和线径:根据变压器的变比和输入、输出功率计算绕组的匝数和线径,以满足工作时的电流和功率要求。

四、开关电源和高频变压器的应用领域开关电源和高频变压器广泛应用于各种电子设备中,包括电脑、手机、通信设备、工控设备、医疗仪器等。

其优势在于体积小、效率高、稳定性好,能够满足现代电子设备对电源的高要求。

总结:开关电源和高频变压器作为现代电子设备中不可或缺的组件,通过将交流电转换为直流电并实现电压变换和隔离,为电子设备提供了稳定的电源供应。

高频开关电源的基本原理

高频开关电源的基本原理
电路是靠电路本身的正反馈过程来实现功率变换的。
自激式电路出现最早。它的特点是电路简单、响应速度较快,但开关频率变化大、输出纹波
值较大,不易作精确的分析、设计,通常只有在小功率的情况下使用,如家电、仪器电源。
他激式开关电源需要外接的激励信号控制才能使变换电路工作,完成功率变换任务。
他源激式开关电源的特点是开关频率恒定、输出纹波小,但电路较复杂、造价较高、响应速
将电压基准电平和电流基准电平拉低,
将输出电流限制得很小, 使短路冲击的影响大大降低。
另一方面,它还能起输出软启动的作用。模块开机时,输出滤波电容上的电压为
0,所以模
块建立电压的过程中电流很大。而输出电流是经开关管的,如果没有相应措施,开关管很容
易在这个时候遭受过流冲击而损坏。开机时图1-3-3中电容C201上的电压UB为0,Q12、
这时变压器的极性突然反转为如图中所示的方向。副边的产生的反电动势、电感L的自感电
动势使D5导通,继续给负载供电。
另一方面,电感L还将通过D6续流。变压器的电感比储能电感L小得多,所以副边上的电
动势很小(远小于Uo)。虽然对于D6来说,副边产生的反电动势有碍于它的导通,但它远
20KHZ的高频脉冲电压; 整流滤波电路的作用是将高频
的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压;
开关电源控制器的作用是将输出直流电压取样,

控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度,
从而调整开通时间以使输出电压可调且稳定。
从框图
中可见,由于高频变压器取代了笨重的工频(
50HZ)变压器, 从而使稳压电源的体积和重量
并且基本不受负载变化的影
响(对20%以上负载)。
③可闻噪音低
在相控整流设备中,工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声较大,一般大于

最新开关电源高频变压器

最新开关电源高频变压器

稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2/U20*100) ΔU<0.2%
适配.控制性能﹕ 差

体积.重量 大

SPS 開關電源方框圖
AC EMI濾波電路
DC 整流濾波
AC 隔離變壓器
DC
整流濾波 電路
間隙震蕩
﹒功率因

素改善﹒

保護電路

IC
﹒IC

PWM控制電路
(典形電路)
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2
Φ ℃ . ΦImax. HI-POT……..
BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)……….
TAPE:
℃ . δh. HI-POT……..
制程设置要求
PN…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. SN(SOL.SPC).Φn. Mtape:δ&w TAPE:δ&w. V℃……..



F+=5
件 V激勵
F-= 12V 取樣
S2=26V S3=16V
F+ =8V
IC
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
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五.常用电路形式: 单端反激励 FLYBACK
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傳遞磁能區間增加
加 GAP 曲線 Br 下降﹐ΔB 增加 傳遞能力增大﹒

开关电源升压原理

开关电源升压原理

开关电源升压原理
开关电源升压原理是通过开关管的开关动作,将直流电压进行开关变换,最终实现电压升压的过程。

开关电源升压的基本原理是利用开关管的通断特性和储能元件的储能与释放特性。

在开关管导通时,输入电压将通过变压器传递给输出端,同时储能元件(如电感、电容等)会将输⼊能量储存起来;而在开关导通断开时,输出电压将通过变压器的绝缘性实现电压升压,同时储能元件释放储存的能量,以维持输出端的稳定电压。

具体实现开关电源升压有两种基本原理:升压变频和升压变换。

升压变频原理是通过将输入电压进行高频开关变频后,再经过变压器升压。

一般情况下,升压变频电路由开关管、变频电路和高频变压器组成。

开关管通过调整开关频率和占空比,实现输入电压的高频开关变频输出给变压器,从而实现电压的升压。

升压变换原理是通过输入电压经过整流滤波、升压变换等环节,最终实现电压升压。

整流滤波环节将交流电源转换为直流电源,并通过电容进行滤波,以减小波动;然后通过升压变换器将输出电压升高至所需的电压水平,并通过反馈控制保持输出稳定。

总的来说,开关电源升压原理是通过开关动作调整输入电压并经过适当的电路变换,最终实现电压升高。

具体的实现方式在不同的开关电源设计中可能会有所差异,但基本原理大致相同。

高频变压器设计原理

高频变压器设计原理

摘要:阐述了高频开关电源热设计的一般原则,着重分析了开关电源散热器的热结构设计。

关键词:高频开关电源;热设计;散热器1 引言电子产品对工作温度一般均有严格的要求。

电源设备内部过高的温升将会导致对温度敏感的半导体器件、电解电容等元器件的失效。

当温度超过一定值时,失效率呈指数规律增加。

有统计资料表明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%;温升50℃时的寿命只有温升为25℃时的1/6。

所以电子设备均会遇到控制整个机箱及内部元器件温升的要求,这就是电子设备的热设计。

而高频开关电源这一类拥有大功率发热器件的设备,温度更是影响其可靠性的最重要的因素,为此对整体的热设计有严格要求。

完整的热设计包括两方面:如何控制热源的发热量;如何将热源产生的热量散出去。

最终目的是如何将达到热平衡后的电子设备温度控制在允许范围以内。

2 发热控制设计开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管(如MOSFET、IGBT、GTR、SCR等),大功率二极管(如超快恢复二极管、肖特基二极管等),高频变压器、滤波电感等磁性元件以及假负载等。

针对每一种发热元器件均有不同的控制发热量的方法。

2.1 减少功率开关的发热量开关管是高频开关电源中发热量较大的器件之一,减少它的发热量,不仅可以提高开关管自身的可靠性,而且也可以降低整机温度,提高整机效率和平均无故障时间(MTBF)。

开关管在正常工作时,呈开通、关断两种状态,所产生的损耗可细分成两种临界状态产生的损耗和导通状态产生的损耗。

其中导通状态的损耗由开关管本身的通态电阻决定。

可以通过选择低通态电阻的开关管来减少这种损耗。

MOSFET的通态电阻较IGBT的大,但它的工作频率高,因此仍是开关电源设计的首选器件。

现在IR公司新推出的IRL3713系列HEXFET(六角形场效应晶体管)功率MOSFET已将通态电阻做到3mΩ,从而使这些器件具有更低的传导损失、栅电荷和开关损耗。

美国APT公司也有类似的产品。

开关电源工作原理和原理图分析

开关电源工作原理和原理图分析

开关电源工作原理是什么?开关电源原理图分析开关电源工作原理是什么?开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。

将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低.如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意开关电源的工作流程是:电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。

1. 交流电源输入经整流滤波成直流2. 通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.主要用于工业以及一些家用电器上,如电视机,电脑等开关电源原理图分析电路的工作过程:a> 开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负.因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长;b> S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断.S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源,所以S关断后承受的电压为 .c> 变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断.为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位.正激电路的理想化波形:变压器的磁心复位时间为:Tist=N3*Ton/N1输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:Uo/Ui=N2*Ton/N1*T磁心复位过程:2、反激电路反激电路原理图反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感.工作过程:S开通后,VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加;S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放.S关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2反激电路的工作模式:电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零.输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零.输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下, ,因此反激电路不应工作于负载开路状态.反激电路的理想化波形。

开关电源驱动变压器工作原理

开关电源驱动变压器工作原理

开关电源驱动变压器的工作原理是通过高频开关管的开关控制,将输入电压转换为高频交流电,再通过变压器变换为所需的输出电压。

具体来说,开关电源的工作流程是:电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。

其中,交流电源输入经整流滤波成直流,通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。

在这个过程中,开关电源变压器起到能量传递和转换作用。

在反激式电路中,当开关管导通时,变压器把电能转换成磁场能储存起来;当开关管截止时则释放出来。

在正激式电路中,当开关管导通时,输入电压直接向负载供给并把能量储存在储能电感中;当开关管截止时,再由储能电感进行续流向负载传递。

此外,变压器的结构一般由铁芯和线圈组成。

铁芯是由硅钢片叠压而成,可以有效地减小铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。

线圈是由绕在铁芯上的导线组成,通过变换线圈的匝数比,可以实现输入电压和输出电压的变换。

变压器的输出电压是由输入电压和变压器的匝数比来决定的,匝数比越大,输出电压越低。

开关电源变压器与设计变压器原理设计及感量计算变压器的基本工作原理和结构

开关电源变压器与设计变压器原理设计及感量计算变压器的基本工作原理和结构

I 2
I2 k
E2 kE2 E1 U2 kU2
r 2 k 2 r 2
x 2 k 2 x 2
Z
L
k 2Z
L
第三章 变压器
折算后的方程式为
U 1 E 1 I 1 R 1 j I 1 X 1 E 1 I 1 Z 1 U 2 E 2 I 2 R 2 j I 2 X 2 E 2 I 2 Z 2 I1I2 I0
线性关系。
当磁通按正弦规律
变化时,空载电流呈尖 顶波形。
t
3 21
i0
1
当空载电流按正弦规律变
2
化时,主磁通呈尖顶波形。
3
i0
实际空载电流为非正弦波,但为了分析、计算和测量的方便,在 相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。
第三章 变压器
二、空载损耗
即 耗 变PF空 压 e和载 器 绕损 空 组耗 载 铜 I02R近 时 1损 。 耗 电 由 。似 一 耗 源 于 I0为 次 和 吸 R1铁 侧 均 收损 从 很 少 ,小 所 量 P0,供 以 有 P0 给 功 PF, e铁 功
一次侧的电动势平衡方程为
U 1 ( R m E j1 X m I)0Z I01( R 1jX 1)I0
空载时等效电路为
第三章 变压器
Rm,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性,所以ZmRm不j是Xm常数,随磁路饱和程度增大而减小。
由于 Rm R 1,Xm ,所 X 以1有时忽略漏阻抗,空载等效电路只是一个 元件的电Z 路m 。在 一定的情U况1 下, 大小取决于I 0 的大小。从Z运m 行角度讲,希望 越小越好,所I 以0 变压器常采用高导磁材料,增 大 ,减小 ,提高Z 运m 行效率I和0 功率因数。

高频电源的工作原理

高频电源的工作原理

高频电源的工作原理
高频电源是一种将低频交流电转换成高频交流电的装置,其工作原理主要基于以下几个关键步骤:
1.输入电路: 高频电源的输入端通常接受低频交流电(例如
50Hz或60Hz),经过整流和滤波电路,将交流电转换为直流电。

2.振荡电路: 振荡电路是高频电源的核心组成部分。

它使用电
容和电感元件构成一个谐振回路,并通过反馈机制来产生稳定的高频振荡信号。

3.驱动电路: 驱动电路控制振荡电路的开关,通过控制开关的
导通和断开,将低频直流电转换成高频的脉冲信号。

常用的驱动电路包括开关管(例如晶体管或MOSFET)和驱动电路
(如驱动IC)。

4.变压器: 高频脉冲信号通过变压器进行电子转换。

变压器由
一个或多个线圈组成,高频脉冲信号经过线圈的电感作用,产生电磁场并诱导电压,从而改变输入电压的电平。

5.输出电路: 输出电路通过滤波电路和稳压电路将变压器的高
频输出信号进行整形和稳定,使其符合所需的输出要求。

滤波电路通常使用电容和电感器,以去除高频信号中的杂波和纹波。

稳压电路则用于确保输出电压的稳定性,常常采用反馈控制技术。

总的来说,高频电源利用振荡电路产生高频振荡信号,通过驱动电路控制开关,经过变压器转换和输出电路处理,最终实现将低频电能转变为高频电能的目的。

这种高频电能可以用于各种设备和应用中,如电子设备、通信设备、电焊机等。

开关电源变压器工作原理

开关电源变压器工作原理

开关电源变压器工作原理
开关电源变压器工作原理是基于电磁感应原理和功率电子器件的工作特性。

在开关电源变压器中,主要包含一个输入电源、功率开关器件、磁性材料、控制电路和输出负载等部分。

首先,输入的交流电源经过整流和滤波得到直流电压,然后经过控制电路控制功率开关器件的开关状态,将高频脉冲信号输入到变压器的初级绕组。

功率开关器件主要有晶体管(MOSFET)、双向可控硅(TRIAC)或其他开关器件,通过不断地开关和关断,使得输入电压在变压器的初级绕组上形成一系列的矩形脉冲信号。

当功率开关器件导通时,脉冲信号作用于变压器的初级绕组,产生磁通。

磁通通过磁性材料(如铁芯)传导到变压器的次级绕组,从而在次级绕组上感应出相应的电压。

这个电压可以根据变压器的绕组比例进行升压或降压。

控制电路通过不断调节功率开关器件的开关频率和占空比,来控制输出电压的大小和稳定性。

同时,变压器的磁性材料起到了增强磁感应强度、提高能量转换效率以及隔离输入与输出电路的作用。

最后,经过变压器的次级绕组的电压经过滤波电路去除脉动,最终供给输出负载。

通过不断地控制开关器件的开关状态,可以实现对输出电压的精确控制和调节。

总之,开关电源变压器通过控制功率开关器件的开关状态和变
压器的电磁感应作用,将输入电压转换为所需的输出电压。

具有体积小、效率高、稳定性好等特点,广泛应用于电子设备中。

开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析开关电源是电源技术中常见的一种类型,它的工作原理相对较复杂。

本文将详细解析开关电源的工作原理,帮助读者快速入门。

开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为高频脉冲电源,再经过变压、整流和滤波等步骤,最终获得所需的直流电压输出。

下面将分为几个方面详细解析开关电源的工作原理。

一、开关电源的基本组成部分开关电源包括输入端、控制电路、开关元件、变压器、整流滤波电路和输出端等组成部分。

1.输入端:接收外部交流电源输入,并经过保险丝和滤波电路等进行初步处理。

2.控制电路:负责控制开关元件的开关行为,控制电路由集成电路、电感和电容等组成。

3.开关元件:由开关管和二极管组成,承担着将交流信号转换为脉冲信号的关键任务。

4.变压器:通过变换输入电压和电流的比值,实现电压和电流的变换。

5.整流滤波电路:包括整流电路和滤波电路。

整流电路将脉冲电流转化为直流电流,滤波电路将直流电流进行进一步平滑处理。

6.输出端:将经过整流滤波处理后的直流电压输出给负载。

二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理主要分为以下几个步骤:1.输入端处理:输入端首先通过保险丝保护电路,然后通过滤波电路对输入信号进行初步处理,去除杂质和干扰。

2.控制电路:控制电路根据输入端的信号控制开关元件的开关行为。

当开关元件关闭时,电源工作在储能状态,当开关元件开启时,电源进入释放能量状态。

3.开关元件:开关元件由开关管和二极管组成。

当开关管导通时,电源中的输入电流和能量通过变压器传递给负载,当开关管关断时,电源中的储能电流和能量通过二极管回流到输入端。

4.变压器:变压器将输入电压和电流进行变换,通过磁性耦合实现输出端所需的电压和电流。

5.整流滤波电路:整流电路将经过变压器变换后的输出信号转化为直流电压,滤波电路将直流电压进行平滑处理,去除残余脉冲和噪声。

6.输出端:经过整流滤波电路处理后的直流电压输出给负载,从而实现电源对负载的供电支持。

开关电源基础知识

开关电源基础知识

•开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!成本很低.如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1。

交流电源输入经整流滤波成直流;2。

通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3。

开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。

一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。

二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。

高频变压器的工作原理

高频变压器的工作原理

高频变压器的工作原理
高频变压器工作原理:
高频变压器是作为开关电源最主要的组成局部。

开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz 高频脉冲波,然后通过高频变压器进行降压,输出低电压的交流电,高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。

典型的半桥式变压电路中最为显眼的三只高频变压器:主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器)每种变压器在国家规定中都有各自的衡量规范,比如主变压器,只要是200W 以上的电源,其磁芯直径(高度)就不得小于35mm 而辅助变压器,电源功率不超过300W 时其磁芯直径达到16mm 就够了
变压器的工作原理:
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。

高频变压器是工作频率逾越中频(10kHz 电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的按工
作频率高低,可分为几个档次:10kHz-50kHz 50kHz-100kHz 100kHz 500kHz 500kHz 1MHz 1MHz 以上。

传送功率比较大的工作频率比较低;传送功率比较小的工作频率比较高。

开关电源的结构和基本原理

开关电源的结构和基本原理

电路构造
抗干扰电路(EMI) 整流滤波电路 开关电路 PFC电路 保护电路
PFC电路
PFC(Power Factor Correction)即“功率因数校正”,主要用来表 征电子产品对电能旳利用效率。功率因数越高,阐明电能旳利用 效率越高。经过CCC认证旳电脑电源,都必须增长PFC电路。
PC电源采用老式旳桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生 严重旳波形畸变,向电网注入大量旳高次谐波,所以网侧旳功率 因数不高,仅有0.6左右,并对电网和其他电气设备造成严重谐波 污染与干扰。
开关电路——关键部分
关键元件:PS-ON、精密稳压电路 、 PWM 控制芯片、推动管(由两个 三极管构成)、驱动变压器、主开关变压器
原理:由推动管和PWM (Pulse Width Modulation)控制芯片构成振荡 电路,产生高频脉冲
待机时,主板启闭控制电路旳电子开关断开, PWM 控制芯片封锁调制 脉宽输出,使T2推动变压器,T1主电源开关变压器停振,停止提供输出 电压。
EMI电路
整流滤波电路
高压整流滤波电路由一种全桥(由四个二极管构成) 和两个高压电解电容构成。把220V交流市电转换成 300V直流电。
低压整流滤波电路由二极管和电解电容构成(12V使用 快恢复管,5V和3.3V使用肖特基管 ),如图。
辅助电源电路
关键元件:辅助电源开关管、辅助电源变压器、三端稳压器 300V直流电经过辅助电源开关管成为脉冲电流,经过辅助电源变压器输出 二组交流电压,一路经整流 、三端稳压器稳压,输出+5VSB,加到主板上 作为待机电压;另一路经整流滤波,输出辅助+12V电源,供给PWM等芯 片工作。
输入电压能够从90V到270V; 高于0.99旳线路功率因数,并具有低损耗和高可靠等优 点; 有源PFC电路可用作辅助电源,而不再需要辅助电源变 压器; 输出不随输入电压波动变化,所以可取得高度稳定旳 输出电压; 有源PFC输出DC电压纹波很小,且呈100Hz/120Hz(工 频2倍)旳正弦波,所以采用有源PFC旳电源不需要采 用很大容量旳滤波电容。

高压感应式开关电源的原理

高压感应式开关电源的原理

高压感应式开关电源的原理
高压感应式开关电源是一种利用高压感应法来实现电能的转换和控制的一种电源。

其原理是通过磁感应效应来实现能量的转换和传输。

高压感应式开关电源由三个主要部分组成:输入端(直流电源)、高压变压器和输出电路。

首先,输入端是直流电源,其作用是为整个电路提供直流电能。

直流电压经过整流和滤波等处理后,形成规整的直流电源。

接着,高压变压器是高压感应式开关电源的关键部件。

高压变压器主要由输入线圈和输出线圈构成。

输入线圈和输出线圈通过磁场耦合来实现能量的传输。

在工作过程中,输入线圈通过高频开关磁阻器与输入电源连接,产生高频振荡电流。

这个高频振荡电流通过输入线圈的磁铁芯传递到输出线圈上。

当输入线圈上的电流变化时,根据法拉第电磁感应定律,输出线圈上也会有相应的电流变化。

这是因为当输入线圈上的电流变化时,产生的磁场也会发生变化,进而感应到输出线圈上。

通过高频振荡电流的传递和磁感应效应的作用,输入端直流电源的电能会转换为高频交流电能,并通过高压变压器传递到输出端。

最后,输出电路将高压能量转化为所需要的电源输出形式。

输出电路由整流、滤波和稳压等部分组成。

输出电路的具体形式根据需要可以选择为直流输出、交流输出或者特定形式的波形输出。

总结来说,高压感应式开关电源主要通过磁感应效应和高频振荡电流的传递来实现电能的转换和控制。

通过高压变压器的作用,从输入端直流电源的电能转换为高频交流电能,并通过输出电路转化为所需要的电源输出形式。

高压感应式开关电源具有转换效率高、体积小、重量轻等优点,因此在工业生产、医疗设备、通信设备等领域得到广泛应用。

高频变压器

高频变压器

高频变压器高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。

开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波,然后通过高频变压器进行降压,输出低电压的交流电,高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。

典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器:主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器),每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准,比如主变压器,只要是200W 以上的电源,其磁芯直径(高度)就不得小于35mm。

而辅助变压器,在电源功率不超过3 00W时其磁芯直径达到16mm就够了。

变压器的工作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。

高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。

按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、5 00kHz~1MHz、1MHz以上。

传送功率比较大的,工作频率比较低;传送功率比较小的,工作频率比较高。

[1]高频变压器悬赏分:0 - 解决时间:2009-1-15 15:35高频变压器中的EC42型和EE42有什么区别,42前面的字母分别代表什么?提问者:hbt0090 - 初学弟子一级最佳答案EC42型和EE42型是用于高频变压器或电感的两种铁氧体磁芯的型号,这种磁芯由两个“E”形磁体组成,这两种型号磁芯的区别(亦即42前面字母的含义)在于:EC型的磁芯中芯柱为圆形,EE型的磁芯中芯柱为方形。

高频变压器用在低频电路会出现什么问题悬赏分:0 - 解决时间:2007-5-25 18:28高频变压器用在低频电路会出现什么问题;低频变压器用在高频电路会出现什么问题?比如50HZ和50KHZ!提问者:余成YW S - 助理四级最佳答案高频变压器用在低频电路中电流增大,可能烧坏变压器。

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析开关电源是一种将输入电源变换为输出电源的电源转换装置,其主要特点是高效率、轻便、体积小和输出电压稳定等。

本文将详细解析开关电源的工作原理。

开关电源的基本组成部分包括输入滤波器、整流器、能量存储元件、开关管、控制电路和输出变压器等。

1.输入滤波器:开关电源将电源直流电压转换为高频脉冲电压,因此需要通过输入滤波器消除输入电源中的高频干扰和杂散信号。

2.整流器:开关电源首先将输入交流电压通过整流器转换为直流电压,常用的整流器包括二极管整流器和桥式整流器。

二极管整流器只能进行半波整流,而桥式整流器则能进行全波整流。

3.能量存储元件:开关电源通过能量存储元件来实现电能转换,常用的能量存储元件包括电感和电容。

电感在工作过程中能够储存磁能,并通过改变电流来改变电压;而电容则能够储存电能,并通过改变电荷来改变电压。

4.开关管:开关电源中的开关管根据需要周期性地切断和闭合电路,以控制能量的传输和流动。

开关管主要有晶体管、IGBT和MOSFET等。

晶体管可完成小功率的开关控制,IGBT适用于中高功率的开关控制,而MOSFET则适用于高频开关。

5.控制电路:开关电源的控制电路负责控制开关管的导通和关断,以确保输出电压稳定。

控制电路主要包括脉宽调制(PWM)控制电路和反馈控制电路。

脉宽调制控制电路通过改变开关管的导通时间来调节输出电压;反馈控制电路则通过与输出电压进行比较,并改变PWM信号的占空比来实现输出电压的稳定控制。

6.输出变压器:开关电源中的输出变压器将高频脉冲电压转换为所需的输出电压。

输出变压器主要由一对或多对线圈组成,通过互感作用来实现电能的传输和变压。

开关电源的工作过程如下:1.输入交流电压通过输入滤波器进入整流器,经二极管或桥式整流器转换为直流电压。

2.直流电压通过能量存储元件(电感和电容)进行储能和滤波,以保证输出电压的平稳。

3.控制电路根据反馈信号和设定值,通过脉宽调制控制电路生成PWM信号,控制开关管的导通和关断。

高频开关电源工作原理

高频开关电源工作原理

高频开关电源工作原理高频开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源,正在被广泛应用于各种电子设备中。

它的工作原理是将交流电压转换为高频脉冲信号后,在经过滤波、调整和反馈等电路处理之后,输出直流电压,从而为各种电子设备提供稳定的电力支持。

一、高频开关电源的基本构造高频开关电源的基本构造包括变压器、开关管、滤波电容、调整电路和反馈电路等五个部分。

1.变压器:变压器是高频开关电源的核心部件,它能够将输入的交流电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。

因此,变压器的质量和性能是影响高频开关电源输出效果的关键因素之一。

2.开关管:高频开关电源采用晶体管或MOS管作为开关管,通过控制其导通和截止时间来实现电流的开断和转换。

由于开关管的开关频率很高,达到几十千赫,因此它的响应速度、频响特性和损耗情况对高频开关电源的性能有很大的影响。

3.滤波电容:滤波电容用于过滤高频干扰和跨越电压,将输出脉冲信号转换为直流电压。

它的作用是保证高频开关电源的输出稳定性和纹波电压小,也就是电源的纹波系数小。

4.调整电路:调整电路用于调整输出电压或电流,使高频开关电源能够满足不同的电子设备工作要求。

调整电路采用稳压器进行调整,可以通过电压分压器、电流限制器等方式实现输出电压或电流的稳定控制。

5.反馈电路:反馈电路也是高频开关电源关键部分之一,它通过检测输出电压或电流大小并输出反馈信号,控制开关管的工作状态,从而实现高频开关电源的自动稳压、限流和保护等功能。

二、高频开关电源的工作原理高频开关电源的工作原理可以分为三个步骤:输入、转换和输出。

1.输入阶段:高频开关电源的输入电源是交流电源,经过整流电路转换为直流电压,输入到变压器端口。

2.转换阶段:通过变压器将输入的电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。

当开关管闭合时,电流会通过变压器和地线形成电磁场,从而将变压器中的能量存储在磁场中;当开关管断开时,电磁场就会将这些能量释放出来,形成一个脉冲信号输出到滤波电容上。

开关电源高频变压器计算方法

开关电源高频变压器计算方法

开关电源高频变压器计算方法高频开关电源是一种采用高频变压器工作的电源装置,其工作原理是:将输入电压通过高频开关元件进行开关控制,将电能储存于磁性器件中,再经过变压器转换为需要的输出电压。

在高频开关电源中,高频变压器起着关键的作用。

本文将详细介绍高频变压器的计算方法。

一、高频变压器的基本参数在计算高频变压器之前,需要了解以下几个基本参数:1. 输入电压(Vin):即交流电源的输入电压,一般选择标准的电压值,如220V。

2. 输出电压(Vout):根据实际电路需求选择适当的输出电压。

3. 输出功率(Pout):根据实际电路负载情况选择适当的输出功率。

4.工作频率(f):高频开关电源的工作频率一般在10kHz以上,常见的有20kHz、50kHz等。

5. 变比(N):高频变压器的变比是指输入电压与输出电压的比值,即N=Vout/Vin。

二、主要计算步骤计算高频变压器的方法主要包括以下几个步骤:1. 计算输入电流(Iin):根据输出功率和输入电压,可以通过Pout=Vin*Iin计算得到输入电流的值。

2.计算变压器的变比(N):一般情况下,变比N的取值范围为1到10之间,通常的选择是在1.5到2之间。

3. 计算变压比(Vratio):变压比是指输入电压与输出电压之间的比值,即Vratio=Vout/Vin。

4. 计算变压器的一次侧(primary)匝数(Np):一次侧匝数的计算公式为Np = Vout*Vratio/(4*f*Vin)。

5. 计算变压器的二次侧(secondary)匝数(Ns):二次侧匝数的计算公式为Ns = Np/N。

6. 计算变压器的磁路积(Ap):磁路积是变压器的一个重要参数,定义为Ap = Np*Iin/(Bmax*f),其中,Bmax是磁路中磁感应强度的最大值,通常取1.2T。

7.计算磁路截面积(Ae):变压器的磁路截面积决定了磁路元件的尺寸和负载能力,一般情况下,可以通过取Ap的值选择适当的磁路截面积。

开关电源高频变压器工作原理

开关电源高频变压器工作原理

开关电源高频变压器工作原理开关电源是由开关管和变压器组成的一种高效能的电源。

其工作原理是通过开关器件控制期间,将直流电源的电压转换成高频交流电压,再经过变压器变换成所需要的电压,最后再通过电路进行整流、滤波等处理,得到所需的直流电压。

开关电源的工作可以分为两个主要部分:开关电路和变压器。

1.开关电路:开关电路是通过开关管(通常是晶体管或者MOSFET)进行开关控制的。

开关管在导通状态下,可以导通高频信号源提供的高频电流,使得变压器中的磁感应强度发生变化;在关断状态下,开关管中的电流几乎为零,不会产生能量损耗。

通过不断地开关和关断操作,可以实现对输入电源电压的快速变换,从而实现对输出电压的稳定控制。

2.变压器:变压器是开关电源中的核心部件,其作用是将开关电路中高频变化的电流转换成所需的电压。

变压器一般由E形或者U形的铁心、一对绕组和耦合绕组等组成。

变压器的工作原理是通过自感效应和互感效应来实现的。

在开关管导通时,电流通过主绕组,由于主绕组的自感效应,会使得主绕组中的磁场发生变化。

同时,由于变压器的耦合绕组存在互感效应,变化的磁场也会影响到耦合绕组,从而在耦合绕组中产生感应电动势,进而得到需要的电压输出。

在开关管关断时,磁场停止变化,耦合绕组中的感应电动势也随之消失。

另外,由于变压器的绕组匝数比例是可以调整的,因此可以根据需要来调整输出的电压。

通过根据输入电压的高低,用PWM方式来控制开关管的开关频率,可以实现对输出电压的精确调节。

总结起来,开关电源高频变压器的工作原理主要是通过开关管的开关操作来控制输入电源电压的变化,然后通过变压器将变化的电流转换成所需的输出电压。

这种工作方式具有高效率、宽输入电压范围、稳定输出等优势,被广泛应用于电子设备中。

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注:变压器短路时 I1 很大,
I1Z1 不可忽略,此时 m






, E 。
3、 由磁势平衡方程可知, I 1 中包括两个分量: 励磁分量和负载 分量
N2 1 I 1= I 0 ( I 2 ) I0 I2 N1 Ke
+ U1 -
一次侧等效电路
二次侧等效电路
u1 e1 e1 σ R1I 0 e1 e1 σ R1I 0 e1 u20 e2
空载时漏磁电势、铜耗很小(<5%)。
U1 Ke U 20
·空载电流 I 0 I 0a I 0r (下标来源) active current 有功电流、铁耗; reactive current 无功电流、励磁分量。 ·空载等值电路

· ·非正弦空载电流的正弦等效处理 铁心高饱和-由正弦电压产生正弦磁通的电流必然为非正弦:
i i01
i0
t
引入等效正弦励磁电流 I 0 取代i0 ,以建立线性正弦等值电路: · ·有效值相等; · ·基波同频同相; · ·有功功率大小不变。 ·一次侧等效电路与向量图:
一次侧漏抗 + U1 R1 E X E1 1
·变压器的功能是在实现对电压有效值变换的同时, 还实现了对电流有效值和阻抗大小的变换。 二、基本结构〖阅读〗 三、额定数据 ·SN :额定工况下输出视在功率保证值。因变压器效率极高,一 般认为一、二次侧视在功率相等。 · U1N / U2N :额定工况下,二次侧开路时的一、二次侧线电压。 · I 1N / I 2N :额定工况下的线电流。
变压器原理
§变压器基本工作原理、结构与额定数据 一、理想变压器的运行原理: u1 i1
e1 e2
·变压器电动势:匝数为 N 的线圈环链 ,当 变化时,线圈两 端感生电动势 e 的大小与 N 及
d 成正比, 方向由楞次定律决定。 dt
·楞次定律:在变化磁场中线圈感应电动势的方向总是使它推动 的电流产生另一个磁场,阻止原有磁场的变化。
U 1 E1=j 4.44 fN1 m 。



即负载时和空载时主磁通近似相等 2、 空载下主磁通仅由一次侧励磁电流建立,磁势
F 0 I 0 N1 ;

负载下主磁通由两侧电流共同建立,因负载时和空载时
主磁通 近似相等,在图示假定正向下,磁势
F 0 I 1 N1+I 2 N 2=I 0 N1
+ U
1
I1 Φ E1
I2 E2
- U2 +
A 高 U1
e1 高
e2 高
ZL
- 变压器的基本结构
X U 1 + e 1=0 ZL U 2 -e2 =0 二次侧等效电路 一次侧等效电路 (假定一次侧线圈电阻值为零)
U2 高
·假设:1、一二次侧完全耦合无漏磁,忽略一二次侧线圈电阻; 2、忽略铁心损耗; 3、忽略铁心磁阻; 4、 U 1 为正弦电压。 ·假定正向:电动势是箭头指向为高,电压是箭头指向为低。 · 主磁通方向由一次侧励磁电流和绕组缠绕方向通过右手螺旋法 则确定。 ·一次侧感应电动势的符号:由它推动的电流应当与励磁电流方 向相反,所以它的实际方向应当高电位在上,图中的假定正向与
U1 E1 ( E1 R1 I 0 ) I 0 ( Z m Z1 ), Z1 R1 jX 1
二、 变压器的负载运行与 T 型等值电路
I1 R1 Φ1 σ + u1 R1 e1+e 1σ i1 E1σ E 2σ 同名端 R2 I2 U20 Φ 2σ ZL +


I0 Rm 有功 铁耗 励磁阻抗 Xm 无功 励磁 U1 -I0 Rm 励磁阻抗 -I0jXm
jX1I0 漏抗 R1I0 -E1 I0 铁耗角 I 0a Φ
I E 2 0r 励磁分量 E1 空载运行相量图
E1σ j X 1 I 0 相位, Z m Rm jX m
有效值: E 1
E2
1 2 1 2
Φ
2f N 1 m 4.44 fN 1 m ; 2f N 2 m 4.44 fN 2 m
I0 R1 e1+ e1σ 高 e2 + U 20
+ U1 -
I0 E1 Φ 1 σ E 1σ 变压器空载运行 E2
U20 +
dt
感应电动势同相位。 而按照电路理论,有
u1 e1 u2 e2 e1 N 1 E 1 U 1 e2 N 2 E2 U 2
·变压器的电压变比 K e
·因为假定铁心损耗为零,故有变压器一二次侧视在功率相等:
I1 1 U1 I1=U 2 I 2 ,故 I2 Ke
U2 U1 Z , Z Ke2Z L L · L I2 I1
· 单 相 变 压 器 :
SN 3U1N I 1N 3U2N I 2N
SN U1N I 1N U2N I 2N
; 三 相 变 压 器 :
§变压器运行分析
一、空载运行分析与一次侧绕组等值电路 一次侧加正弦电压,则产生磁通 = msin t
e 1 -N 1 d d N 1 m sin t - ; e 2 -N 2 N 2 m sin t - ; dt 2 dt 2
实际方向相反,故有 e1 N 1 d
dt
·二次侧感应电动势的符号:由它推动的电流应当阻止主磁通的 变化,即按右手螺旋法则应当产生与主磁通方向相反的磁通,按 图中副方绕组的缠绕方向,它的实际方向也应当高电位在上,图 中的假定正向与实际方向也相反,所以有 e 2 N 2 d ,一二次侧


+ U1
Φ E 1 E2
变压器负载运行 i2 R2 e2 +e2σ
- u2 +
一次侧等效电路
二次侧等效电路
(一) 负载运行的基本电磁过程 1、 负载运行时,一次侧绕组电动势平衡方程为
U 1 = E1 I 1 Z1

虽然 I 1 E1 ,但 Z1 很小,正常工作时 I1Z1 U1 ,
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