变压器与电感器的设计核心
分析高压大功率平面变压器和电感器的优化设计
分析高压大功率平面变压器和电感器的优化设计摘要：平面变压器是一种新兴的开关电源产品，其设计合理性能够直接影响到开关电源产品的大小、成本和性能，鉴于此，要想使其在一些大功率开关电源设备中发挥出最大的利用价值，关键任务就是要对当前结构设计较为复杂的大功率平面变压器和电感器进行全面的优化与完善。
本文也会通过相应的仿真模型，来对两者的优化设计进行着重分析，并提出合理的意见和建议，以便有关人士参考。
关键词：平面变压器；电感器；优化设计要点；研究分析前言目前，在高压大功率场合中，大功率平面变压器一般都会根据拓扑电路进行单独设计，而一般的设计方法仅仅是满足电路能正常工作，并不是性价比高的设计，鉴于此，要想改善现状，使大功率平面变压器在高压大功率开关领域中得到更好的应用与发展，当务之急就是要对平面变压器和电压器的结构设计进行全面的优化。
1.高压大功率平面变压器的热仿真及优化设计分析通常，判断平面变压器的设计是否合理，关键任务就是要看其温升是否合理，即变压器的工作温度是否为最佳工作温度。
鉴于此，在对高压大功率平面变压器进行优化设计时，就要采用AnsysWorkbench热仿真软件对平面变压器进行热仿真分析，在这一环节中，首先要根据变压器实物构建一个热仿真模型，如图一所示。
并在模型中输入相应的模型参数，如材料参数、环境参数等，同时还要利用有限元的方法对这些参数进行计算，这样才能在后处理结果中获得变压器的温度参数。
从最终仿真结果来看，平面变压器的绕组温升较低，而磁芯的温升较高，这证明变压器在运行过程中，会产生较大的磁芯损耗。
另外，为了准确计算出变压器的热阻值，还要在热仿真模型中分别将磁芯损耗和绕组损耗设置成唯一的热源，这样能根据模型求解出变压器的热阻值，即根据模型求解结果显示，当变压器在运行期间磁芯温度和绕组温度都高于标准值时，就会产生单磁芯损耗问题；另外，若变压器在工作状态下，仅绕组温度较高，而磁芯温度正常时，会产生单绕组损耗问题，鉴于上述情况，要想得以改善，就要结合热电相似原理，将最大温升带入到热模型中，来对模型中各部分热阻进行计算。
变压器与电感器设计方法及应用实例_变压器与电感器设计方法及应用实例_[共8页]
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电气工程应用技术丛书
变压器与电感器设计方法及应用实例
何此昂 周渡海编著
人民邮电出版社
北京
内容提要
本书首先介绍了变压器与电感器等电磁装置的设计原理，包括电磁装置的基本概念、原理性参数和计算方法，随后介绍了经典的铁芯电感器以及铁芯变压器的设计参数计算方法，并辅以设计实例，最后介绍了最新的电子式PCB型电感器、铁芯变压器的设计与计算方法以及应用设计实例。
本书的主要读者对象为从事变压器和电感器等电磁装置设计与生产制造的企业工程技术人员，以及研究电磁装置设计与制造的科研人员。
本书也可以作为高等院校电气工程、自动化、电子技术等相关专业的本专科生、研究生的参考资料。
电气工程应用技术丛书
变压器与电感器设计方法及应用实例
♦编著何此昂周渡海
责任编辑韦毅
♦人民邮电出版社出版发行北京市崇文区夕照寺街14号
邮编 100061 电子函件 315@
网址
北京艺辉印刷有限公司印刷
♦开本：787×1092 1/16
印张：14.75
字数：359千字2011年2月第1版
印数：1 – 3 000册2011年2月北京第1次印刷
ISBN 978-7-115-24477-2
定价：45.00元
读者服务热线：(010)67129264 印装质量热线：(010)67129223
反盗版热线：(010)67171154
广告经营许可证：京崇工商广字第0021号。
金属非金属新材料：高功率密度时代到来，哪些新材料最受益（一）？
行业报告 | 行业深度研究金属非金属新材料 证券研究报告 2021年12月23日 投资评级 行业评级 强于大市(维持评级) 上次评级强于大市作者杨诚笑分析师 SAC 执业证书编号：S1110517020002 ********************** 资料来源：聚源数据 《金属非金属新材料-行业深度研究:高温合金，在熔炉中而生》 2020-11-22行业走势图 高功率密度时代到来，哪些新材料最受益（一）？为什么要实现高功率密度？ 功率转换器件既要小型化、又要大功率、还要低损耗的进步路径是高功率密度的内因。
高功率密度，是追求电源系统内部功率转换器小型化的同时，还要实现高效的大功率输出。
随着新兴终端应用领域（如光伏、新能源汽车）对功率输出和空间占比要求的不断提升，电子电力产业高频高功率密度的发展趋势不断确立。
如何实现高功率密度？从主动+被动元件的角度出发，实现高功率密度有2种方案：（1）开关高频化，减少电容电感体积；（2）增大电容电感容量，匹配高功率应用场景。
从电感看，开关高频化带来高损耗的解决方案是高电阻软磁材料，同时，电路功率提升要求高饱和磁通密度（Bs 值）的软磁材料以适配更大电流。
从电容看，高性能纳米级镍粉作为MLCC 发展的关键材料，推动MLCC 匹配高电容和小型化趋势，市场前景广阔。
从封装看，开关高频化引起的发热问题要求电子封装技术、尤其是散热性能不断提升，推动电子陶瓷封装成为封装技术的重要发展方向。
高功率密度趋势下，哪些细分赛道新材料公司持续受益？从电感角度延伸，高性能软磁材料成为未来发展方向，其种类多、终端应用场景各不相同，例如：合金软磁粉芯站稳光伏新能源汽车高景气赛道；羰基铁粉软磁是汽车电子市场的优秀选择；非晶合金材料是“双碳”目标下推动配电变压器提效节能、降低空载损耗的卓越材料；纳米晶合金已在无线充电模块和新能源汽车电机领域实现规模化应用。
从电容角度延伸，高性能纳米级镍粉是MLCC 高容小型化发展的关键材料。
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册是一本让电气工程师更容易学习变压器
和电感器设计原理的指南。
本书包含了如何完成对变压器和电感器系
统的表示，分析和设计，以及变压器组件和电感器组件之间的基本运
算方式。
本变革手册按照科学教学原则，逐步介绍了变压器和电感器设计
知识，主要包括：变压器介绍、电感器介绍、电路分析、典型系统和
设计规则、变压器和电感器组件的特性、运行要求、变压器和电感器
的表示、实验和试验原理等。
此外，本书还重点介绍了变压器和电感器设计过程中常见的误区，以及怎样避免这些误区，使变压器和电感器系统在运行中更加稳定，
也更能支持多样的电气需求。
在阅读本变压器与电感器设计手册的过程中，学习者可以获得基
础的变压器和电感器设计理论知识，掌握变压器和电感器系统的模拟
分析，学习变压器和电感器的设计过程，以及了解变压器和电感器的
特性，检查和调试变压器和电感器系统，以便进行安全可靠的合理使用。
变压器与电感器设计手册是电气工程师学习变压器和电感器设计原理的有效读物，它可以带来很多收益，可以掌握变压器和电感器系统的整体概念，为电气工程师在工作中从事各种设计活动提供基本的参考。
开关电源变压器和设计变压器原理设计及感量计算变压器电感器用原材料介绍
5. 饱和磁通密度 最高
6. 成本最高
磁性材料介绍:
2. 合金类磁芯
3. 非晶、微晶合金
4.
采用特殊工艺制造完成(使用超急冷凝固技术
一次成型)
5. 分为: 铁基、铁镍基、钴基和超微晶四大系
6. 可加工成各种不同特性的产品
7. 型式: 环形、CD形等
磁性材料应用:
— . 磁芯形状及特点
胶带材料介绍:
胶带
MYLAR TAPE MARGIN TAPE PVC TAPE 佳富龙 TAPE
胶带材料介绍:
二 . 胶带特性比较
特性 特点
材质
颜色 绝缘电阻 击穿电压 相对电痕指数 温度等级
聚酯薄膜胶带 Mylar tape
有极佳的抗化学品、抗 化剂和防潮能力，并可 抵受切割及磨损
各种颜色
>1000 kΩ
线架材料介绍:
二 . 线架材质特性比较
特性 机械 特性
热学 特性
电气 特性
用途
材质
扰曲强度Kg/cm2
洛氏硬度 热变形温度℃ 融点℃ 耐然性 UL94 电阻率ohm-cm 绝缘强度Kv/mm
NYLON
12500 Mpa
--260 V-0
低频变压 器
PHENO LIC
120
PBT 1400-1800
5. 磁导率在26~125之间
6. 成本中等
7. 铁心损耗低
8. 型式: 环形
磁性材料介绍:
2. 合金类磁芯 D）铁镍合 金
3. 镍50%，铁 50%组合成
4. 饱和磁通密 度高于铁硅 铝合金
5. 成本高于铁 硅铝合金
磁性材料介绍:
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册第一章：引言
1.1研究背景
1.2本手册的目的
1.3变压器与电感器的概念和应用
第二章：变压器设计原理
2.1变压器的基本原理
2.2变压器的结构和工作原理
2.3变压器的主要参数
第三章：变压器设计步骤
3.1根据需求确定变压器的规格和参数
3.2计算铁心尺寸和匝数
3.3计算线圈参数
3.5计算变压器的损耗和效率
3.6设计变压器的辅助电路
第四章：变压器设计技术
4.1变压器设计中常见的问题和解决方法4.2变压器的特殊设计技术
4.3变压器的保护和维护
第五章：电感器设计原理
5.1电感器的基本原理
5.2电感器的结构和工作原理
5.3电感器的主要参数
第六章：电感器设计步骤
6.1根据需求确定电感器的规格和参数6.2计算电感器的线圈参数
6.4计算电感器的性能指标
6.5设计电感器的辅助电路
第七章：电感器设计技术
7.1电感器设计中常见的问题和解决方法7.2电感器的特殊设计技术
7.3电感器的保护和维护
第八章：实例分析与应用
8.1实际变压器设计案例分析
8.2实际电感器设计案例分析
8.3变压器与电感器在不同领域的应用第九章：未来发展及展望
9.1变压器与电感器技术的发展趋势
9.2变压器与电感器设计的挑战与机遇
结论
参考文献
变压器与电感器是电气工程中常见的元件，广泛应用于各种电路
和系统中。
本手册旨在系统地介绍变压器与电感器的设计原理、步骤、技术和实例分析，以及展望未来的发展趋势。
希望对电气工程师和相
关专业人士有所帮助。
有关变压器的书籍
有关变压器的书籍
有关变压器的书籍有很多，以下是一些推荐：
《变压器与电感器设计手册第4四版》：这本书包含了变压器、变流器及
电抗器设计，还有自耦变压器设计、变压器故障诊断维修技术等方面的内容。
《电力变压器设计》：这本书全面介绍了电力变压器设计的基本原理、计
算方法和应用技术，并对变压器的工程应用进行了详细描述，适合电力工程专业学生和从事变压器设计的工程师阅读。
《电工计算手册》：这本书主要介绍了电工计算公式与计算方法、电工基
础知识等，同时也涉及到变压器低压高压电器维修等方面的内容。
此外，《变压器的原理与维修》、《变压器实用技术问答》、《变压器常见故障处理与实例》等书籍也是不错的选择。
以上书籍涵盖了变压器的各个方面，可以根据自己的实际需求选择合适的书籍进行阅读。
变压器与电感磁芯设计原则
变压器与电感磁芯设计原则首先，设计变压器与电感磁芯时需要考虑磁通密度。
磁通密度是指通过变压器与电感磁芯的磁通量与磁芯截面积的比值。
合理选择磁通密度可以提高变压器与电感磁芯的功率密度和效率。
高磁通密度可以减小磁芯尺寸和重量，但也会引起磁芯饱和和损耗增加。
因此，设计中需选择合适的磁通密度以兼顾性能和可靠性。
其次，磁芯材料的选择是设计的关键。
常见的磁芯材料有硅钢、铁氧体和磁性陶瓷等。
硅钢是常用的变压器和电感磁芯材料，具有低铁损和高磁导率的特点，可以实现较高的效率和低损耗。
铁氧体具有较高的磁导率和饱和磁感应强度，适用于高频应用。
磁性陶瓷适用于高温和高磁通密度的应用。
设计时需根据具体需求选择合适的磁芯材料。
此外，磁芯形状也会影响变压器与电感磁芯的性能。
常见的磁芯形状包括E型、I型、U型和T型等。
不同的磁芯形状对磁通密度和漏磁损耗有不同的影响。
合理选择磁芯形状可以减小漏磁损耗，提高变压器与电感磁芯的效率。
线圈匝数是变压器与电感磁芯设计中的另一个重要参数。
线圈匝数的选择决定了变压器与电感器的电压变换比和电感量。
通常，变压器与电感磁芯的效率随线圈匝数的增加而提高，但也增加了材料和制造成本。
因此，在设计中需要权衡功率密度、效率和成本等因素。
最后，铁损和铜损是变压器与电感磁芯设计过程中需要考虑的重要参数。
铁损是指磁芯材料在交流磁场中的能量损耗，主要由滞后损耗和涡流损耗组成。
铜损是指线圈导线中的能量损耗，与线圈电阻和电流密度有关。
设计时需要尽量减小铁损和铜损，以提高变压器与电感磁芯的效率和功率密度。
综上所述，变压器与电感磁芯的设计原则包括磁通密度、磁环材料选择、磁芯形状、线圈匝数、铁损和铜损等方面。
合理选择这些参数可以实现设计目标，提高变压器与电感磁芯的性能和可靠性。
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册第一章：引言变压器与电感器是电气工程中常见的电气设备，广泛应用于电力系统、电子电路、工业控制等领域。
本手册将介绍变压器与电感器的基本原理、设计方法以及常见的应用场景，帮助读者更好地理解和应用这些设备。
第二章：变压器原理与类型2.1变压器原理变压器是一种通过电磁感应原理将输入电压转换成输出电压的设备。
根据电磁绕组的连接方式，变压器可分为单相变压器和三相变压器两种类型。
本节将详细介绍变压器的工作原理和基本结构。
2.2变压器类型根据变压器的用途和工作方式，可以将其分为配电变压器、功率变压器、隔离变压器等不同类型。
每种类型的变压器在实际应用中都有其独特的特点和设计要求。
本节将对各种类型的变压器进行详细介绍，并分析它们的特点和适用场景。
第三章：变压器设计3.1变压器设计流程变压器的设计包括初步设计、计算和仿真验证、样机制造和性能测试等多个阶段。
本节将介绍变压器设计的一般流程，并结合实例详细说明每个阶段的具体内容和要点。
3.2变压器设计参数变压器的设计参数包括额定功率、额定电压、短路阻抗等多个方面。
这些参数的选择对变压器的性能和成本都有重要影响。
本节将详细分析各种设计参数的影响和选择原则，帮助读者更好地进行变压器设计。
3.3变压器材料和制造工艺变压器的性能不仅与设计参数相关，还和材料选择和制造工艺密切相关。
本节将介绍变压器常用的材料和制造工艺，并分析它们在设计中的影响和选择原则。
第四章：电感器原理与应用4.1电感器原理电感器是一种利用电磁感应原理来储存能量的电气设备。
它在电路中常用于滤波、谐振、限流等方面。
本节将详细介绍电感器的工作原理和基本结构。
4.2电感器应用电感器在电子电路中有广泛的应用，例如振荡电路、滤波电路、功率补偿电路等。
本节将对电感器的各种应用场景进行介绍，并分析它们的特点和设计要求。
第五章：电感器设计5.1电感器参数计算电感器的设计参数包括感值、电流、损耗等多个方面。
这些参数的选择对电感器的性能和成本都有重要影响。
电感器和变压器的设计
电感器和变压器的设计1. 电感器的设计1.1 电感器的基本原理电感器是一种用于储存和释放电能的 passif 器件。
它是由一个线圈和一个铁芯组成的。
当通过电流通过线圈时，产生的磁场会储存在铁芯中。
当电流停止流动时，磁场会释放出来，产生感应电动势。
1.2 电感器的设计参数电感器的设计参数包括电感值、电流容量和直流电阻。
1.2.1 电感值电感值是电感器的重要参数之一，它决定了电感器的储能能力。
电感值的单位是亨利（H）。
1.2.2 电流容量电流容量是电感器能够承受的最大电流。
它决定了电感器的使用范围。
1.2.3 直流电阻直流电阻是电感器对直流电流的电阻。
它是电感器损耗电能的关键指标。
1.3 电感器的设计过程电感器的设计过程包括以下几个步骤：1.3.1 确定设计参数根据应用需求确定电感值、电流容量和直流电阻的要求。
1.3.2 计算线圈参数根据电感值和铁芯材料的特性，计算线圈的匝数和直径。
1.3.3 选择铁芯材料根据应用需求选择适合的铁芯材料，以提高电感器的性能。
1.3.4 绕制线圈根据计算出的线圈参数，绕制正确的线圈。
完成线圈的制作后，进行调试和测试，确保电感器的性能符合设计要求。
2. 变压器的设计2.1 变压器的基本原理变压器是一种用于改变交流电压的器件。
它由一个主线圈和一个次线圈组成，通过电磁感应转换电压和电流。
2.2 变压器的设计参数变压器的设计参数包括输入电压、输出电压、功率容量和变比。
2.2.1 输入电压和输出电压输入电压和输出电压是确定变压器功能的重要参数。
输入电压是指变压器的额定输入电压，输出电压是指变压器的额定输出电压。
2.2.2 功率容量功率容量是变压器能够传送的最大功率。
它决定了变压器的使用范围。
2.2.3 变比变比是输入电压和输出电压的比值。
它决定了变压器的放大或降低倍数。
2.3 变压器的设计过程变压器的设计过程包括以下几个步骤：2.3.1 确定设计参数根据应用需求确定输入电压、输出电压和功率容量的要求。
物理学概念知识：变压器和电感的转换
物理学概念知识：变压器和电感的转换变压器和电感是电学中非常重要的概念和元器件。
在多种应用中，变压器和电感具有重要作用，例如电力传输和电子设备中的电路设计。
本文将详细介绍变压器和电感的基本概念、特点、原理和应用。
一、变压器的基本概念和特点变压器是一种电器，用来把交流电能从一个电路传输到另一个电路，改变电压和电流的大小。
变压器由两个或多个共同绕制的线圈组成，它们之间通常是通过一个铁芯相连的。
其中的一个线圈通常被称为“输入线圈”，而另一个线圈被称为“输出线圈”。
当输入线圈中的电流发生变化时，它也将在输出线圈中产生一个电流变化。
变压器通常通过交变磁场的作用来实现输入输出线圈之间的电能传递，从而达到改变电压和电流的效果。
因为变压器可以改变电压和电流的大小，在电力传输和电子设备中被广泛使用。
在电力传输中，变压器可以将高电压的交流电转换为低电压的交流电，从而达到更长距离和更高效率的输送。
在电子设备中，变压器用于隔离和转换电路。
例如，通过变压器，可以将220伏的交流电转换为12伏的直流电，以充电电池。
二、电感的基本概念和特点电感是一种元器件，用于储存电能，它也由线圈等组件组成。
当电流通过线圈时，会储存电能在其中。
这种储存电能的量被称为电感，它的强度由线圈的结构、绕组数量和电路中的材料决定。
电感通过产生一个磁场来储存电能与电流并不产生直接关联。
电感的单位是亨利（H），符号是L。
电感在很多电路中都有广泛应用。
例如，在电子设备中，电感可以用于过滤电源和信号线，从而减少噪声和其他干扰产生的影响。
电感还可以用于产生振荡，例如在电视机和收音机中的振荡电路中。
三、电感和变压器的转换电感和变压器的转换是指将电感转换成变压器或将变压器转换成电感。
这种转换可以通过改变线圈的结构、绕组数量和材料等来实现。
例如，单恒定电阻的交流电电源有时可以看作是一个电感，而更复杂的电子电路则可以使用变压器来代替电感。
电感和变压器之间的转换可以在很多应用中使用。
铁芯卷绕工艺
铁芯卷绕工艺1. 简介铁芯卷绕工艺是一种用于制造电力变压器和电感器的关键工艺。
铁芯是电力变压器和电感器中的核心部件，其作用是传导磁场并提高设备的效率。
铁芯卷绕工艺则是将导线绕制在铁芯上，以实现对电流和磁场的控制。
2. 工艺流程铁芯卷绕工艺通常包括以下几个步骤：2.1 材料准备首先需要准备好所需的材料，包括铁芯、导线、绝缘材料等。
铁芯通常由硅钢片组成，这种材料具有低磁滞、低损耗和高导磁性能。
导线通常采用纯铜或铝制成，以确保电流能够顺利通过。
2.2 铁芯预处理在进行卷绕之前，需要对铁芯进行预处理。
这一步骤主要包括清洗、除锈和涂层处理等操作，以确保铁芯表面光滑、干净，并提高其抗腐蚀性能。
2.3 卷绕卷绕是铁芯卷绕工艺的核心步骤。
在这一步骤中，需要将导线固定在铁芯上，并按照设计要求进行绕制。
通常会采用机械或自动化设备来实现高效、精确的卷绕操作。
在卷绕过程中，需要注意导线的张力、层数和匝数等参数，以确保卷绕质量。
2.4 绝缘处理卷绕完成后，需要对导线进行绝缘处理。
这是为了防止导线之间发生短路或漏电，并提高设备的安全性和可靠性。
常用的绝缘材料包括胶带、纸板和涂层等。
2.5 固定和封装最后一步是对铁芯进行固定和封装。
固定可以使用胶水、螺丝或焊接等方式进行，以确保铁芯与其他部件之间的连接牢固。
封装则是将整个设备包装起来，常见的方式有塑料外壳和金属外壳等。
3. 工艺优化为了提高铁芯卷绕工艺的效率和质量，可以采取以下一些优化措施：3.1 自动化设备引入自动化设备可以提高卷绕的精度和速度，减少人工操作的误差。
自动化设备能够精确控制导线的张力和匝数，提高卷绕质量。
3.2 高效绝缘材料选择高效的绝缘材料可以提高设备的耐压性和绝缘性能。
这样可以减少绝缘层的厚度，使整个设备更加紧凑轻便。
3.3 优化工艺参数通过调整工艺参数，如导线张力、层数和匝数等，可以进一步提高卷绕质量。
合理选择这些参数可以使电流分布均匀、磁场更加稳定。
4. 应用领域铁芯卷绕工艺广泛应用于电力变压器、电感器等领域。
电感器和变压器技术含量非常低？
电感器和变压器技术含量非常低？【大比特导读】与电子工程师聊天，这些不起眼的电感器和变压器都被认为技术含量非常低。
实际上，设计和制造这些无源器件需要用到有大量的技术和知识。
随着电子产品在我们日常生活中越来越普遍，大多数用户却只知道少数器件类型。
互联网可以搜索到半导体、微处理器和晶体管，但却很少提到这些设备所必需的磁性元件。
甚至与电子工程师聊天，这些不起眼的电感器和变压器都被认为技术含量非常低。
实际上，设计和制造这些无源器件需要用到有大量的技术和知识。
从技术和应用角度来看，磁性元件可以分为四种：低频、高频、隔离和非隔离。
为满足特定的电气和物理参数需求通常需要定制设计。
按照标准最大限度地提高材料效率的重要性驱动着变压器设计工程师，材料研究推动着绕线元器件领域的创新。
在欧洲，低频通常为50Hz-500Hz，并连接到220V-240V交流单相电源输入，在美洲则是115V交流电源输入。
其应用到包括线性滤波器、电机驱动器、不间断电源(UPS)、泵浦电路、输送系统、暖通空调设备、线性电源和电力计量。
随着高效开关电源的出现，高频磁性元件的使用变得越来越受欢迎。
其初始频率约为16kHz的，略高于人类的听觉极限，但现在可以达到兆赫兹。
这种电源现在主要用于移动设备充电、以及LED、电视、电脑、通讯设备，甚至电动汽车的开关调节和保护。
非隔离磁性元件包括用于减少电噪声或短暂储存能量的电感器、滤波器以及升、降交流电压的变压器。
例如，降压变压器可以将400V交流电(英国交流电为415V)输入减少到230V。
在人类是有可能接触电力的地方(例如笔记本电脑电源)，使用隔离变压器可避免被电击。
采用变压器，将电源(主)电路在次级端进行隔离。
在内部，变压器绕组将有一层或多层绝缘，这可能包括塑料骨架或绝缘胶带。
其中要求最为严格的是医疗行业的产品，其隔离需要需要采用三重绝缘和几毫米空隙。
电子产品可能会直接接触病人，因此环形隔离变压器通常会提供额外的保护。
u型 磁芯
U型磁芯1. 什么是U型磁芯？U型磁芯是一种常见的磁性元件，通常用于电子设备中的变压器、电感器、传感器等电路中。
它由高导磁率材料制成，具有U字形截面，两个平行的侧面之间留有一定的间隙。
2. U型磁芯的结构和特点U型磁芯通常由软铁等高导磁率材料制成，其截面呈U字形。
它主要由两个平行的侧面和一个连接两侧面的底部组成。
U型磁芯具有以下特点： - 高导磁率：由于采用高导磁率材料制造，U型磁芯能够有效地集中和传导磁场。
- 低损耗：由于材料本身的特性以及结构设计，U型磁芯在传输能量时能够减少能量损耗。
- 紧凑性：相比其他形式的磁芯，U型磁芯在相同功效下更为紧凑，节省空间。
- 方便绕线：底部连接两侧面的设计使得绕线更为方便，并且能够实现更高的绕线密度。
3. U型磁芯的应用由于其特殊的结构和优异的性能，U型磁芯在各种电子设备中被广泛应用。
3.1 变压器U型磁芯在变压器中起到集中和传导磁场的作用。
它可以有效地减少电流损耗和噪音，并提高变压器的效率和稳定性。
同时，U型磁芯还能够减少电磁干扰，提高整个系统的抗干扰能力。
3.2 电感器U型磁芯作为电感器的核心部件，可以存储和释放电能。
它具有较高的感应电流和自感值，可用于滤波、稳压、限流等功能。
在不同频率下，U型磁芯可以提供不同的阻抗值，满足不同电路对阻抗匹配的需求。
3.3 传感器由于U型磁芯具有较高的导磁率和敏感性，它被广泛应用于各种传感器中。
通过将传感元件（如线圈）绕制在U型磁芯上，可以实现对磁场、电流、温度等物理量的感测和测量。
3.4 其他应用除了上述应用领域，U型磁芯还可以在电源系统、通信设备、电子仪器等领域中发挥重要作用。
例如，它可以用于电源滤波器、信号隔离器、放大器等电路中，提高系统的性能和稳定性。
4. U型磁芯的制造工艺U型磁芯的制造工艺通常包括以下步骤：4.1 材料准备选择适合的高导磁率材料，如软铁。
对材料进行加工和处理，确保其具有较高的导磁性能和机械强度。
变压器 原副边电感电容等效
变压器原副边电感电容等效变压器，也称为互感器，是一种用于变换交流电压或电流的电气设备。
它通过互感原理实现了不同电压之间的转换，广泛应用于电力系统、电子设备以及工业和住宅建筑等领域。
任何一个变压器都有一个原边和一个副边。
原边通常连接到输入电源，副边则连接到负载。
变压器的核心是由一个或多个绝缘的金属线圈组成，这些线圈绕绕在相同的铁芯上。
原边和副边之间的电压和电流之比决定了变压器的变压比。
在变压器中，原边和副边的电感和电容起着重要的作用。
原边的电感和电容可以看作是在变压器中的输入侧产生的反应。
副边的电感和电容则是在变压器中输出侧的反应。
首先，让我们来讨论原边电感。
原边线圈中的电感产生了自感电动势，这与通过原边线圈的电流的变化率成正比。
原边线圈的电感值决定了在给定电流条件下产生的电压变化率。
较大的电感值会导致较高的自感电动势，从而限制电流的变化速率。
这可以保护电路免受过高的电压峰值。
接下来，让我们来看一下副边电感。
副边线圈中的电感也会产生自感电动势，但与原边线圈不同的是，副边线圈的自感电动势与通过副边线圈的电流的变化率成反比。
这意味着较大的电感值会导致较低的自感电动势，使得电流可以更快地变化。
这对于许多应用来说是非常重要的，因为它可以实现电压和电流的快速变化。
此外，原边和副边之间还存在电容。
电容是变压器中的另一个重要参数，它与电感一起决定了变压器的频率响应。
变压器的电容主要由线圈之间的匝数和线圈之间的绝缘性能决定。
较大的电容值可以导致较低的频率响应，从而限制变压器的工作频率。
为了更好地理解变压器中的原边和副边电感电容等效，我们可以通过等效电路模型来描述变压器的工作。
在等效电路模型中，原边和副边电感通过电感元件表示，而电容则通过电容元件表示。
这种模型可以帮助我们更好地分析和设计变压器。
总之，原边和副边的电感和电容在变压器中起着重要的作用。
它们决定了变压器的电气性能和响应特性。
了解和掌握原边和副边电感电容等效对于设计和优化变压器至关重要。
2024年变压器、整流器和电感器项目发展计划
变压器、整流器和电感器项目发展计划目录前言 (4)一、工程设计说明 (4)(一)、建筑工程设计原则 (4)(二)、变压器、整流器和电感器项目工程建设标准规范 (4)(三)、变压器、整流器和电感器项目总平面设计要求 (5)(四)、建筑设计规范和标准 (5)(五)、土建工程设计年限及安全等级 (5)(六)、建筑工程设计总体要求 (5)二、工艺先进性 (6)(一)、变压器、整流器和电感器项目建设期的原辅材料保障 (6)(二)、变压器、整流器和电感器项目运营期的原辅材料采购与管理 (6)(三)、技术管理的独特特色 (8)(四)、变压器、整流器和电感器项目工艺技术设计方案 (10)(五)、设备选型的智能化方案 (11)三、后期运营与管理 (12)(一)、变压器、整流器和电感器项目运营管理机制 (12)(二)、人员培训与知识转移 (13)(三)、设备维护与保养 (13)(四)、定期检查与评估 (14)四、变压器、整流器和电感器项目概论 (14)(一)、创新计划及变压器、整流器和电感器项目性质 (14)(二)、主管单位与变压器、整流器和电感器项目执行方 (15)(三)、战略协作伙伴 (16)(四)、变压器、整流器和电感器项目提出背景和合理性 (17)(五)、变压器、整流器和电感器项目选址和土地综合评估 (18)(六)、土木工程建设目标 (19)(七)、设备采购计划 (20)(八)、产品规划与开发方案 (20)(九)、原材料供应保障 (21)(十)、变压器、整流器和电感器项目能源消耗分析 (22)(十一)、环境保护 (23)(十二)、变压器、整流器和电感器项目进度规划与执行 (24)(十三)、经济效益分析与投资预估 (24)(十四)、报告详解与解释 (25)五、质量管理与监督 (26)(一)、质量管理原则 (26)(二)、质量控制措施 (28)(三)、监督与评估机制 (29)(四)、持续改进与反馈 (31)六、危机管理与应急响应 (34)(一)、危机管理计划制定 (34)(二)、应急响应流程 (35)(三)、危机公关与舆情管理 (36)(四)、事故调查与报告 (37)七、人员培训与发展 (38)(一)、培训需求分析 (38)(二)、培训计划制定 (39)(三)、培训执行与评估 (40)(四)、员工职业发展规划 (41)八、合作伙伴关系管理 (43)(一)、合作伙伴选择与评估 (43)(二)、合作伙伴协议与合同管理 (44)(三)、风险共担与利益共享机制 (45)(四)、定期合作评估与调整 (46)九、危机管理与应急响应 (47)(一)、危机预警机制 (47)(二)、应急预案与演练 (48)(三)、公关与舆情管理 (50)(四)、危机后期修复与改进 (51)十、员工福利与团队建设 (53)(一)、员工福利政策制定 (53)(二)、团队建设活动规划 (54)(三)、员工关怀与激励措施 (55)(四)、团队文化与价值观塑造 (56)前言在当今激烈的市场竞争中，项目合作是激发创新、优化资源配置、实现共赢战略的关键手段。
变压器与电感器设计手册
目录分析
重点介绍了电磁场的理论基础和基本定律，为后续章节的变压器和电感器设计提供了重要的理论 依据。第三章“材料选择与特性”详细介绍了一些常用的导磁材料和导电材料，以及它们的特性、 应用和选择方法。第四章“变压器结构设计”则从结构的角度出发，详细阐述了变压器的基本组 成和结构设计方法。第五章“电感器结构设计”则重点介绍了电感器的结构特点和设计方法。
目录分析
目录分析
《变压器与电感器设计手册》是一本关于变压器和电感器设计的专业书籍，对于从事电力、电子 和电气工程等领域的技术人员来说，这本书具有重要的实用价值。本书将对这本书的目录进行详 细分析，以便更好地理解全书内容。
本书目录共分为18章，这些章节全面介绍了变压器和电感器的设计理论和实践。第一章为绪论， 介绍了变压器和电感器的基本概念、分类、应用和发展趋势。第二章到第九章重点介绍了变压器 和电感器的基本设计理论和方法，包括电磁理论、材料选择、结构设计、参数计算等。第十章到 第十七章则详细介绍了各种类型的变压器和电感器的设计，包括电源变压器、电力变压器、三相 变压器、特种变压器、固定电感器、可变电感器、滤波电感器等。第十八章为总结，对全书进行 了简要回顾，并提出了未来变压器和电感器设计的可能发展方向。
谢谢观看
目录分析
通过以上分析，我们可以得出以下《变压器与电感器设计手册》这本书的目录结构清晰明了，全 书共分为18个章节，按照由浅入深、从理论到实践的顺序进行编排。这本书对于从事电力、电子 和电气工程等领域的技术人员在变压器和电感器设计方面具有重要的器与电感器设计手册》的读书笔记，暂无该书作者的介绍。
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册一、引言1.1变压器的基本原理1.2电感器的基本原理1.3本手册的目的和范围二、变压器设计2.1变压器的分类2.2变压器的结构和组成2.3变压器的选材和制造工艺2.4变压器的设计参数2.5变压器的性能测试和参数调整三、电感器设计3.1电感器的分类3.2电感器的结构和制造工艺3.3电感器的选材和尺寸设计3.4电感器的性能测试和参数调整3.5电感器的应用和市场前景四、变压器与电感器的应用4.1变压器在电力系统中的应用4.2变压器在工业生产中的应用4.3电感器在电子设备中的应用4.4变压器与电感器的未来发展趋势五、设计实例分析5.1一个变压器的设计实例分析5.1.1设计参数和性能要求5.1.2材料选择和制造工艺5.1.3性能测试和参数调整5.2一个电感器的设计实例分析5.2.1设计参数和应用领域5.2.2结构设计和制造工艺5.2.3性能测试和参数优化六、结论6.1变压器与电感器的设计关键技术6.2设计实例的经验总结6.3未来发展趋势和挑战七、参考文献7.1专业书籍和期刊论文7.2相关标准和规范7.3互联网资源八、附录8.1变压器与电感器的相关知识补充8.2设计参数表格和图纸以上为变压器与电感器设计手册的大纲，具体内容会根据不同的设计要求和应用进行深入的讨论和分析。
变压器与电感器是电气领域中非常重要的设备，其设计与应用需要充分考虑电气工程、材料科学、机械制造等多方面知识，希望本手册能为广大工程师和研究人员提供一些参考和帮助。
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损耗确认：在3.2:节已对反激变压器的损耗进行了分析，但如何确
认实际的情况，只有实测原副边绕组和磁芯的温度，而且要在无风的条件下测量，并根据温度进行改进，使铜损等于铁损，且原副边的铜损相等。
但实测原副边绕组的温度很困难，所以，要保证原副边绕组的铜损相等，必须按原副边绕组总的铜面积相等的原则选定线径。
磁芯尺寸：要知道磁芯的尺寸是经过反复优化而确定的，目的是传输更大的功率和减小寄生参数，所以，在使用磁芯时，窗口一定要用满，如原副边绕组一定要绕满窗口，否则就一定会有不妥之处，如选的磁芯型号过大等等。
半匝：在多绕组输出时，偶尔会为得到准确的输出电压而使用半匝，但要搞清楚半匝的本质，从电流必须流过完整的回路角度看，半匝其实并不真正存在，只是另一半是由其余线路来充当而已。
这样一来，漏感大增是肯定的，故此，半匝不能在主要绕组上使用。
另外还有安规方面的问题。
所以要慎用半匝。
线路对漏感有惊人的影响，特别是变压器匝比较大时，所以，良好的布线是保
证漏感较小的前提，因此，变压器漏感的测量要在PCB 板上进行，在输出二极
管D 和电解电容C 的位置，要用短粗铜线短接，这样测ab 点之间的漏感值才是
在电路中起作用的漏感，千万不要被错
误的测量而误导。
漏感测量：为了减小漏感，我们花费很大的精力在变压器上进行改善，并测得有不超过2~3%的漏感，深感欣慰。
但不要忘记，
PCB
Q Vin +C Np Ns Vo +Vo -a
b D
脉冲丢失：反激变换器在轻载或空载时，会有脉冲丢失的现象，其原因是反激变压器开通一次所存的能量超过负载的需求，电压环的误差放大器处于随机工作状态所致。
增大电感量会有改善，但只增电感量会有其他问题产生，所以，还是在电路上寻找改善的办法，如增大D max 、降低f s 、增加假负栽、加大电流前沿尖峰的削减等等。
4.3：正激变压器：是用于能量传输的磁性元件，其本身并不存有能量，
但因铁氧体的磁导率不是无限大等因素所致，其寄生的励磁电感和漏感还是会存储一定的能量，但与反激变压器有本质的区别。
正激变压器磁芯材质的选择与反激变压器一样，都是锰锌铁氧体--在1MHz以下频段具有良好的磁性能，特别是损耗特性。
正激变压器磁芯型号的选取，理论上同样有面积乘积法或几何参数法来确定磁芯的型号方法，但实际上没有人使用，几乎所有人都是根据经验来选择磁芯的型号。
与反激变压器磁芯型号的选择一样，先根据成功案例初步确定磁芯的Ve值，然后再根据情况确定磁芯的型号，最后进行可靠性的验
证。
再次强调，验证决不能缺少，理论上要核算，实验验证要再最恶劣条件下的，如高温过流时、高温过压时、过温保护时等，只在正常环境下进行验证是远远不够的。
副边匝数：根据预先估定的ΔB 值，可根据上面的公式计算副边匝数Ns ，并取整，注意，副边匝数一般都比较少，取整后可能会导致ΔB 值有较大的变化，请折衷考虑。
原边匝数：在U IN min 、D max 时，确定正激变压器的变比n ，然后计算出原边匝数Np ，并取整，取整后会导致D max 有微小的变化，请予以留心。
铁损：变压器副边的伏秒值对应一个ΔB ，。
切记，此ΔB 值并非指变压器磁芯磁感应强度的变化量，只是衡量变压器磁芯磁化损耗的一个指标，否则很容易得出磁通会饱和的错误结论。
根据不同的环境温度、散热方式等，ΔB 值会选1000～3000 Gass 不等，1200～1500Gass 是一般的选择范围，此时的铁损比较适中，在大多情况下都能被接受。
S N N e T U B S ⋅⋅=∆A ON
铜损：正激变压器原副边中电流为梯形波，根据2.4:节所述，占空比减小时，交流有效值及总有效值均增大，所以，设计正激变压器要在U IN max下进行。
因正激变压器原副边同时有电流流过，结果是不仅有集肤效应，还有影响更大的邻近效应。
在2.3节、3.3节中对减小集肤效应、邻近效应有详细的论述，可按2.3 、3.3节中介绍的方法来减小原副边的交流电阻，进而减小原副边的铜损。
正激变压器设计的难点之一是解决邻近效应，不能很好解决这个问题，就谈不上会设计正激变压器，所以，希望大家能在这方面多下点工夫，不强求最优，但怎么也得说得过去。
总损耗：与反激变换器相比，邻近效应的影响更大一些，仅仅使原边绕组总的横截面积相于副边绕组总的横截面积还不一定确保原副边的铜损相等，必须通过实测原副边绕组的温度才能确定。
在3.2:节分析原副边的铜损时讲过，原副边铜损有小于20%的差异时，总的绕组损耗还是处于比较小的、能够接受的区域，所以，使原副边绕组总的铜面积相等即可，不必过于强求。
漏感：对于原副边绕组的漏感，在3.3:节中已有详细的论述，即讲了原副边绕组漏感有什么不良影像，又分析了漏感产生的原因，也给出了抑制与削减的办法。
一句话，解决好邻近效应的影响，也就解决了漏感的问题。
漏感产生的根源是邻近效应，这使得漏感的测量基本不可能，至少是准确测量是不可能的。
我们常常单独测量正激变压器的漏感，测量的结果仅仅是结构等因素导致的漏感，邻近效应、PCB 线路两大主要因素却没有体现，这点一定要清楚，否则就是自己骗自己。
注意：能不能说清楚测量时短接副边的原因？
Q Vin +
Np Ns Vo +
Vo -
a
b D 1
D 2邻近效应的影响没办法测量，但PCB 线路的影响还是很容易测量到的，为了测量能更准确一些，一定要PCB 上测量，整流、续流二极管的位置用短粗铜线短接，这样测ab 点之间的
漏感值会准确一些。
磁芯饱和：与反激变换器不同，正激变压器原边中的电流不能反映磁芯的磁化状态，必须采取额外的措施防止的磁芯饱和。
在高电压起机时，占空比被完全放开，磁芯很容易饱和，所以，必须有控制占空比的措施。
如果是UC3845类有D max的PWM芯片，针对U inmax、D max进行核算，确保磁芯不饱和。
如果是UC3843类没有D max的PWM芯片，必须采取软启动措施，防止起机时磁芯饱和。
为防止正激变压器磁芯饱和，有一些人会采取磁芯开气隙的办法，这不是一个好办法，既不能从根本上解决问题，有带来其它方面的不良影响。
具有软开关的变换器需要一个谐振过程，就直接在正激变压器磁芯上开小气隙，获取一定的漏感用于谐振，仅此而已，千万不能错误理解他人的目的。
磁通平衡：反激变压器的原副边绕组分别进行励磁与去磁，而正激变压器的副边绕组却不能承担励磁电感去磁工作，必须有另外的绕组或外电路来完成励磁电感去磁。
原边再并绕一个绕组，由这个绕组将励磁电感所存的能量通过外电路回馈给供电电源，但要注意这两个绕组与占空比的关系，否则也不能实现磁通平衡。
由外电路来完成励磁电感磁复位的典型电路是有源箝位电路，励磁电感所存的能量先释放给箝位电容，然后箝位电容在将能量反灌给励磁电感，使励磁电感开始磁化时的起始点保持一致。
也常常用RCD电路完成励磁电感的磁复位，原理是用R消耗掉励磁
电感所存的能量，简单但效率低，仅在小功率电源中使用。
磁复位的方式与方法还有很多，但都不太常用，这里就不再叙述。
其他：设计正激变压器的另外一些细节已在3.3:节有过详细的叙述，这里就不在重复。
4.2:节讲述的反激变压器设计的一些方面，在正反激变压器设计时也要同样要注意，只是不能生搬硬套。