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开关变压器简介|开关变压器工作原理|开关变压器设计|

时间:2019-04-30来源:建材百科知识 作者:建材百科知识点击:
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开关变压器简介

“开关变压器”一般是指“开关电源”里面所用的变压器,工作在十几到几十千赫兹甚至几百千赫兹频率的脉冲状态下,铁芯一般采用铁氧体材料。

开关变压器工作原理

开关变压器是为了区别于电源变压器的叫法。当把直流输入电压通过控制开关通、断的作用看成是一序列直流脉冲电压,即单极性脉冲电压,直接给开关变压器供电。在开关变压器工作中,当开关变压器的两端输入电压为0时,那就表示输入端是开路的,因为电源内阻可以看作是无限大的,而电源变压器在相同的情况下,当输入电压为0时,表示输入端是短路的,因为电源内阻可以看作是0。

开关变压器设计

开关变压器的设计要从三方面考虑:

1.降低开关变压器的损耗:

1)直流损耗。开关变压器的直流损耗一般是由于线圈的缘故,选择较粗的导线较能提高效率。

2)交流损耗。开关变压器交流损耗是由高频电流的趋肤效应及磁芯的损耗引起的。高频电流通常是从表面流过导线,这样会使导线的有效流通面积减小,并使导线的交流等效阻抗高于铜电阻。高频电流对导线的穿透能力与开关频率的平方根成反比,为减小交流铜阻抗,导线半径不得超过高频电流可达深度的2倍。开关变压器的磁芯损耗也会使得电源转换效率降低。

2.减小开关变压器的漏感:

在设计开关变压器时必须把漏感减至最小,因为漏感越大,产生的尖峰电压幅度越大,漏极钳位电路的损耗就越大,这必然导致电源效率降低。对于一个符合绝缘及安全性标准的开关变压器,其漏感量应为次级开路时初级电感量的1%~3%。要想达到1%以下的指标,在制造工艺上将难以实现。减小漏感时可采取以下措施:

①减小初级绕组的匝数Np; ②增大绕组的宽度; ③增加绕组的高、宽比; ④减小各绕组之间的绝缘层;⑤增加绕组之间的耦合程度。

3.抑制开关变压器的音频噪声:

①EE或EI型磁芯之间的吸引力能使两个磁芯发生位移;绕组电流相互间的引力或斥力也能使线圈产生偏移。此外,EE或者EI型磁芯受机械振动时能导致周期性的形变。上述因素均会使开关变压器在工作时发出音频噪声,10W以下开关电源的音频噪声频率为10~20KHz。为防止磁芯之间产生相对位移,通常以环氧树脂作为胶合剂,对两个磁芯的3个接触面(含中心柱)进行粘接。但这种刚性连接方式的效果并不理想,因为无法将音频噪声减至最低,况且胶合剂过多,磁芯在受机械应力时还容易折断。国外最近采用了一种特殊的“玻璃珠”胶合剂要粘合EE、EI等类型的铁氧体磁芯,效果甚佳。这种胶合剂是把玻璃珠和胶着物按照1:9的比例配制而成的混合物,它在100摄氏度以上的温度环境中放置1H即可固化。

②为防止开关变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰,可把一铜片环绕在变压器外部,该屏蔽带相当于短路环,能对泄漏磁场起到抑制作用。屏蔽带使用是应该接地。

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