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反激式高频低压预装式南平干式变压器的分析与设计

作者:南平润生干式变压器厂  来源:http://nanping.zgqxmxh.com/  发布时间:2020-05-29

随着反激式高频链逆变器在小功率领域应用的不断扩大,为了研究出其核心部件:反激式高频低压预装式南平干式变压器有效实用的设计方式。在此结合了Ap法及电流密度经验公式,对于低压预装式南平干式变压器Ap值的确定方法进行了改进,通过设计实例,用详实、具体的步骤揭示了高额低压预装式南平干式变压器设计、制作的复杂程序。后,为了验证设计效果,设计实例中的实验品在250VA反激式高频链逆变器中进行了测试使用,测试结果表明设计的低压预装式南平干式变压器性能良好,设计方法清晰、明了。

随着技术的不断发展和应用领域的不断扩大,传统的工频逆变器因存在低压预装式南平干式变压器体积过大、输出滤波器笨重、容易产生音频噪声及系统的动态响应特性较差等缺点,已不能适应现代电源技术发展的潮流与需求,而高频链逆变器则因为拥有高可靠性、高效率、高频化、高功率密度、低损耗等特点,正在逐渐取代传统的工频逆变器,成为新一代逆变器的主流发展方向之一。

作为高频链逆变器的核心部件,高频低压预装式南平干式变压器同时具备传输能量、电气、储能、升降压等功能,其性能好坏,将直接决定整个逆变器性能的优劣。在各类高频低压预装式南平干式变压器的设计中,以反激变换器拓扑中的低压预装式南平干式变压器复杂,而在小功率范围内,反激式高频链逆变器的拓扑目前是综合性能好的拓扑结构,因此,本文的研究重点将放在反激式高频链逆变器的高频低压预装式南平干式变压器的设计上。

1反激式高频链逆变器简介

反激式(Flyback)高频链逆变器又称电流型高频链逆变器,它是以反激变换器拓扑为基础演变而来的,其电路拓扑如图1所示。它由高频逆变器、高频低压预装式南平干式变压器和周波变换器组成,其中高频低压预装式南平干式变压器不仅提供电气和电压调整而且还可以存储能量,因此可以省掉输出滤波电感。相比于其它结构的高频链逆变器,反激变换器的电流源高频链逆变器具有拓扑结构简单、能量双向流动、控制易于实现、无电压过冲问题等优点。

针对反激式高频链逆变器的高频低压预装式南平干式变压器设计需要注意以下2点:

(1)反激型电路工作于电流断续模式时,低压预装式南平干式变压器的磁芯利用率较高,故在设计反激型低压预装式南平干式变压器时,应根据DCM模式下的公式去计算原副边电压比;

(2)在设计反激型电路的低压预装式南平干式变压器时,必须设计足够的磁芯气隙来防止磁芯饱和状态并平衡直流成分。

2低压预装式南平干式变压器设计分析

2.1磁芯材料

设计高频低压预装式南平干式变压器首先从选择磁芯材料开始,高频开关电源的低压预装式南平干式变压器磁芯大多是在低磁场下使用的软磁材料,具有较高的磁导率,低的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流就能够承受较高的外加电压,因此,在输出一定功率要求下,可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低,磁滞面积小,则铁耗也少。高的电阻率,则涡流小,铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比较如表1所示。铁氧体材料是复合氧化物烧结体,电阻率很高,适合高频下使用,但饱和磁通比较小。

反激式高频低压预装式南平干式变压器的分析与设计

随着反激式高频链逆变器在小功率领域应用的不断扩大,为了研究出其核心部件:反激式高频低压预装式南平干式变压器有效实用的设计方式。在此结合了Ap法及电流密度经验公式,对于低压预装式南平干式变压器Ap值的确定方法进行了改进,通过设计实例,用详实、具体的步骤揭示了高额低压预装式南平干式变压器设计、制作的复杂程序。后,为了验证设计效果,设计实例中的实验品在250VA反激式高频链逆变器中进行了测试使用,测试结果表明设计的低压预装式南平干式变压器性能良好,设计方法清晰、明了。

随着技术的不断发展和应用领域的不断扩大,传统的工频逆变器因存在低压预装式南平干式变压器体积过大、输出滤波器笨重、容易产生音频噪声及系统的动态响应特性较差等缺点,已不能适应现代电源技术发展的潮流与需求,而高频链逆变器则因为拥有高可靠性、高效率、高频化、高功率密度、低损耗等特点,正在逐渐取代传统的工频逆变器,成为新一代逆变器的主流发展方向之一。

作为高频链逆变器的核心部件,高频低压预装式南平干式变压器同时具备传输能量、电气、储能、升降压等功能,其性能好坏,将直接决定整个逆变器性能的优劣。在各类高频低压预装式南平干式变压器的设计中,以反激变换器拓扑中的低压预装式南平干式变压器复杂,而在小功率范围内,反激式高频链逆变器的拓扑目前是综合性能好的拓扑结构,因此,本文的研究重点将放在反激式高频链逆变器的高频低压预装式南平干式变压器的设计上。

1反激式高频链逆变器简介

反激式(Flyback)高频链逆变器又称电流型高频链逆变器,它是以反激变换器拓扑为基础演变而来的,其电路拓扑如图1所示。它由高频逆变器、高频低压预装式南平干式变压器和周波变换器组成,其中高频低压预装式南平干式变压器不仅提供电气和电压调整而且还可以存储能量,因此可以省掉输出滤波电感。相比于其它结构的高频链逆变器,反激变换器的电流源高频链逆变器具有拓扑结构简单、能量双向流动、控制易于实现、无电压过冲问题等优点。

针对反激式高频链逆变器的高频低压预装式南平干式变压器设计需要注意以下2点:

(1)反激型电路工作于电流断续模式时,低压预装式南平干式变压器的磁芯利用率较高,故在设计反激型低压预装式南平干式变压器时,应根据DCM模式下的公式去计算原副边电压比;

(2)在设计反激型电路的低压预装式南平干式变压器时,必须设计足够的磁芯气隙来防止磁芯饱和状态并平衡直流成分。

2低压预装式南平干式变压器设计分析

2.1磁芯材料

设计高频低压预装式南平干式变压器首先从选择磁芯材料开始,高频开关电源的低压预装式南平干式变压器磁芯大多是在低磁场下使用的软磁材料,具有较高的磁导率,低的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流就能够承受较高的外加电压,因此,在输出一定功率要求下,可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低,磁滞面积小,则铁耗也少。高的电阻率,则涡流小,铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比较如表1所示。铁氧体材料是复合氧化物烧结体,电阻率很高,适合高频下使用,但饱和磁通比较小。


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