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高低压变频装置

高低压变频装置

工程师解说:高频平板变压器的规划原理及存在问题

一直是电源设备和设备,缩小体积、进步功率密度、完成模块化的一只绊脚石。尽管高频改换技能引进电源后,能够甩掉体积十分巨大的工频。铁氧体磁芯高频变压器的体积虽比工频变压器小,但

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  一直是电源设备和设备,缩小体积、进步功率密度、完成模块化的一只绊脚石。尽管高频改换技能引进电源后,能够甩掉体积十分巨大的工频。铁氧体磁芯高频变压器的体积虽比工频变压器小,但脱离模块化的要求还相差很远。它不光体积还嫌大,并且它的发热量,漏电感都不小。因此近几年来,许多专家、学者、工程师一直在研讨处理这一个问题的方法。高频技能发生一个腾跃。它不光能使变压器的体积缩小许多,并且还能使变压器内部的温升很低、漏电感很小,功率可做到 99.6%,本钱比一般同功率的变压器低一半。它可用于单规矩、反激,半桥,全桥和推挽改换器中作AC/DC和DC/DC改换器用。它对低电压、大电流的改换器特别适用。所以用它来做今世计算机电源特别适宜。

  抱负的变压器(彻底耦合的变压器)原边绕组发生的磁通应悉数穿过副边绕组,没有一点损失和走漏。但实际上惯例的改换变压器不可能完成没有一点损失和走漏。原边绕组发生的磁通不可能悉数穿过副边绕组。非耦合部分磁通就在绕组或导体中有它自己的电感,存贮在这个“电感”中的能量不好主功率变压器电路相耦合。这种电感咱们叫做“漏感”。抱负改换器对绝缘的要求和为了要得到很低的电磁搅扰(EMI)而需求很紧的电磁耦合以减小漏感的要求,是彼此对立的。

  当变压器不通电(转向脱离电源或开关处于关断期间)时,漏感存贮的能量要开释开来构成显着的噪音。在示波器上能看到此噪音的高频尖峰脉冲波形。高频尖峰脉冲波形的幅值Uspike和漏感Lleak与电流相对时刻改变率的乘积成正比。即:Uspike=Lleakdi/dt(1)

  当作业频率升高,电流相对时刻的改变率也就添加。漏感的影响将更严峻。漏感的影响和改换器的开关速度成正比。漏感发生过高的尖峰脉冲会损坏改换。

  器中的功率器材并构成显着的电磁搅扰(EMI)。为下降漏感发生的尖峰脉冲幅值Uspike,而在改换器电路中有必要参加缓冲网络。但缓冲网络的参加,会增大改换器电路的损耗。使改换器电路随作业频率进步,损耗添加,功率下降。

  当变压器的绕组是多层绕组时,则顶层绕组和底层绕组之间就有电位差。两个导体之间有电位差,就存在电容。这个电容就称为“绕组间电容”。当作业在高频时,这个电容会以惊人的速率进行充电和放电。电容充电和放电进程中会发生损耗。在给定的时刻内,它充电和放电的次数愈多,损耗就愈大。

  惯例的改换变压器作业在高频时,其磁芯中部会有部分过热门。因此,为了减小热效应,惯例改换变压器的作业频率进步时,就有必要相应地减小其磁通密度,增大其体积。这就使得无法用它去做高功率密度的电源。

  关于低输出电压抱负型改换器来说,它的降压比是很高的。用惯例改换变压器时,一般1匝输出绕组,大约需求32匝原边绕组。这样,原边绕组就需多层安置,因此漏感和绕组间电容大、趋肤效应和条约效应严峻等坏因在改换变压器中都存在。3惯例改换变压器和平板变压器比较

  惯例改换变压器一般是由单磁芯多原边绕组组成,而平板变压器是由单匝(或几匝)原边绕组和多磁芯组成。这些磁芯都装有单匝的副边绕组并封装成模块,如图1所示。

  (1)惯例改换变压器保卫它的原边绕组匝数多,所以漏感比较大,而平板变压器单匝(或几匝)原边绕组和单匝的副边绕组耦合很紧,所以漏感很小。30A平板变压器的漏感仅2.0nH。所以把它用在快速开关电路中时,不光损耗很小,并且还能减轻电路中其它部件接受的应力。

  (2)平板变压器的频率特性比惯例改换变压器好。平板变压器可作业在(100~500)kHz频率之间。(3)平板变压器能直接紧贴底板固定,所以它的散热条件很好。这种专用变压器是一种体积很小而又具有很大表面积的元件。所以它不存在部分过热门的问题。