(完整版)EI28变压器的制作与设计2毕业设计

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目录绪论............................................1、电子变压器的基本组成.............................1.1电子变压器的结构.................................1.2变压器的工作原理.................................1.3电子变压器的分类.................................2、 DC-DC开关电源中变压器的应用 ....................2.1开关电源的定义 ..................................2.2 开关电源电路的组成...............................2.3 开关电源结构图..................................3、变压器材料的选择与工作环境.......................3.1变压器材料的选择.................................3.2工作环境点的确定.................................4、变压器的主要参数和制作工艺.......................4.1确定变压器的变比.................................4.2计算初级线圈中的电流.............................................................4.3计算初级绕组圈数N1..............................4.4 计算次级绕组圈数N24.5 反馈绕组N的估算................................34.6 导线线径的选取..................................4.7 线圈绕制与绝缘..................................4.8 镀锡成型.......................................5、变压器的检测和保护...............................5.1 变压器常用检测方法和仪器..........................5.2 外观检测方法 ...................................5.3 空载检测方法 ...................................5.4 工作使用的损耗..................................6、变压器的故障判断与维修...........................6.1 磁芯松动及噪音..................................6.2 变压器短路.....................................总结..............................................致谢..............................................参考文献............................................附录..............................................绪论变压器的发展距今已经有了140来年的历史了，最早是在1831年英国物理学家M.法拉第进行的变压器实验。

而在这一个多世纪里，变压器有了长远的发展，电压已达到百万伏级，使输电距离超过1000km。

并且近些年来，伴随着电子元器件以及控制技术的发展，近20年来无线电广播事业兴起，小型电源变压器和音频变压器广泛应用于各类收音机中。

电子变压器也得到了越来越多的关注，它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为研究课题，应用前景广阔。

并且具有体积小、重量轻、空载损耗少、不需要绝缘油等突出优点。

变压器是由国外开发、研制出来的新型电子元器件，并且在国外市场已形成了几大专业变压器生产集团，每一年的年终产量都是相当庞大的，且生产基地集中在欧洲地区。

国内变压器工艺是从国外引进而来的，虽然变压器的源泉不在国内，而且变压器的技术也不是很先进，但自从借鉴了国外的先进生产工艺技术之后，国内变压器不仅在品种，还是在变压器的使用效率上都大幅上涨。

并且精益求精还生产、研发出不少新型结构的变压器。

使得变压器行业在电子行业中有着不可估量的发展前景。

变压器在现在生活方面有着广阔的应用：如手机的充电器，照明光源，电视机VCD机DVD机以及电磁炉里的电源，还有电脑里的电源以及新型能源：风能、太阳能等等，也就是说所有的小型电器中用原来电感变压器的地方都可以用电子变压器代替。

本文中介绍了EI28变压器的制作、设计过程。

了解变压器的组成、工作原理，一些重要参数的计算。

变压器的检测元器件及磁芯松动、短路、噪音等故障的检测与保护电路等常见的现象，都是变压器设计中应该注意的问题。

1电子变压器的基本组成1.1电子变压器的结构变压器由磁芯（也叫铁芯）、线圈和骨架3部分组成。

磁芯是变压器的基础，是它产生了变压器的磁路，在变压器中起了主导作用；线圈组成了变压器的电路部分，而一个变压器至少有2个或2个以上的绕组，并且相互之间都是绝缘的；骨架是承载线圈的结构部件，而骨架的形状是随着磁芯大小的改变而改变的。

1.2变压器的工作原理变压器的基本工作原理就是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号，它是电能传递或传输电信好的重要元件。

下列图1－1中便是一个变压器工作的基本模型，在电流I的方向和大小随着时间的变化，变压器U1上通电时变压器中的磁芯会产生一个磁场Ф（其中I所在的绕组我们名之为初级绕组线圈N1，而相对应的另一个绕组名之为次级绕组线圈N2）。

在这样一个环境下次级线圈处也能感应出频率相同的交流电压。

但是变压器是只能对交流电压有效果，对直流电压不会起到任何作用，也就决定着次级线圈只能在直接接通的一瞬间才能产生一个瞬间电流和电压。

图1－1变压器基本电路模型变压器计算公式：原边:；（1）副边:；（2）磁通量:；（3）上述式中U1,U2为两侧交流电压值，f为交流电频率，N1, N2为两侧线圈匝数，F aim为铁芯磁通量，B m为磁感应强度(磁通密度)，特斯拉T, S为截面积。

1.3电子变压器的分类1.3.1按工作频率分（1）电源变压器，工作频率一般为三种：25Hz、50Hz或400Hz；（2）音频变压器，其一般用作于音频放大电路，工作范围为20Hz~20kHz；（3）脉冲变压器，用于脉冲电路中，其信号波形为单极矩形脉冲，并且含有多次的谐波；（4）开关电源变压器，用于直流电源变换电路，工作频率一般在于20kHz以上。

1.3.2按用途分类（1）电压转换变压器，用于信号传输电压的升高或降低；（2）匹配变压器，用于提升传输效率，使得后级输入阻抗与前级输出阻抗能达到一致；（3）耦合变压器，是的电路的直流信号更改为交流信号通路；（4）振荡变压器，将输出信号用正反馈接入输入端，产生振荡电路。

1.3.3按绕组形式分（1）双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。

（2）三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。

（3）自耦变压器：用于连接不同电压的电力系统。

也可作为普通的升压或降后变压器用。

1.3.4按冷却方式分（1）干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

（2）油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

2 DC-DC开关电源中变压器的应用伴随着电子元器件的发展和普及，开关电源技术也在近20年里飞速发展，而开关电源的心脏核心部位就是变压器，将其称之为电子变压器。

电源中的变压器是起到电压的转换的一个功能，这决定着它需要有一定的工艺要求，而这种变压器被称之电子变压器，同时也可称之为脉冲变压器，并且有着体积小，重量轻，价格低等优点。

2.1开关电源的定义开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压,同时其又是稳压电源的一种。

因为开关三极管总是工作在“开”和“关”的状态，所以叫开关电源。

它利用现代电力电子技术，控制开关管导通和关断的时间比率（缩写TRC, Time Ration Control），维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。

而开关电源本质就是一个振荡电路，这种转换电能的方式，广泛应用于现代电子产品。

2.2 开关电源电路的组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。

辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

图2－1 开关电源电路框图同时开关电源总体规划而言其是由四个主体部分构成的：输入电路、变换器、控制电路、输出电路。

（1）输入电路：是由线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路组成的。

它的作用是把输入电网的交流电源转化为符合开关电源要求的直流输入电源。

（2）变换电路：开关电源变换的主通道是以含开关电路、输出隔离（变压器）电路等，同时也作为核心器件。

它的作用是完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。

（3）控制电路：向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。

（4）输出电路：把输出电压整流调成脉动直流，并形成低纹波直流电压。

输出整流技术现在又有半波、全波、恒功率、倍流、同步等整流方式。

2.3 开关电源结构图图2－2开关电源结构图本文设计的DC-DC电源变换器如图2－2所示，其中输入电路的直流电压为24V，输出电路是一个分别为5V以及±12V的多路直流输出，要求电路的各路输出电流都在1A以上。

这款开关电源的芯片是UC3842，UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，其最高工作频率可以达到200kHz。

2.3.1开关电源芯片UC3842是美国Unitrode公司（现在被TI公司所收购了）生产的一种性能强度高的单向输出型的电流控制型脉宽调制器芯片。

其只有8个引脚便于安装调试，而且它的电路结构非常简单，广泛用于计算机、显示器、单片机控制器等系统电路，作为开关电源的驱动器件。

为了更方便的了解上述中的开关电源，接下来本文将具体介绍一下UC3842芯片的内部工作原理，UC3842是采用固定工作频率产生脉冲宽度达到可控制的调制方式，其共有8个引脚，以下是个引脚的功能：（1）引脚1是误差放大器的输出端，外接电阻或电容用于改善误差放大器的频率特性；（2）引脚2 是反馈电压的输入端，这个脚的电压与误差放大器提供的原有电压进行比较，从而产生误差电压，便于控制脉冲宽度；（3）引脚3是电流检测输入端，但外部检测电压超过1V是脉冲宽度会自动是的电源处于间歇工作状态；（4）引脚4为定时端，其工作频率由外接的电阻或电容时间常数所决定的；（5）引脚5为公共接地端；（6）引脚6为推挽输出端；（7）引脚7是直流电源的供电端，具有电压判定的锁定功能，而芯片的功率消耗为15mW；（8）引脚8是特定电压为5V的基准电压输出端，有着50mA的负载能力。