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高頻電壓器的三種完全功能介紹

 高頻電源變壓器完成功能有三個:功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。
      功率傳送有兩種方式。第一種是變壓器功率的傳送方式,加在原繞組上的電壓,在磁芯中產生磁通變化,使副繞組感應電壓,從而使電功率從原邊傳送到副邊。在功率傳送過程中,磁芯又分為磁通單方向變化和磁通雙方向變化兩種工作模式。單方向變化工作模式,磁通密度從最大值 Bm變化到剩余磁通密度Br,或者從Br變化到Bm。磁通密度變化值△B=Bm-Br。為了提高△B,希望Bm大,Br小。雙方向變化工作模式磁通度從+ Bm變化到-Bm,或者從-Bm變化到+Bm。磁通密度變化值△B=2Bm,為了提高△B,希望Bm大,但不要求Br小,不論是單方向變化工作模式還是雙方向變化工作模式,變壓器功率傳送方式都不直接與磁芯磁導率有關,第二種是電感器功率傳送方式,原繞組輸入的電能,使磁芯激磁,變為磁能儲存起來,然后通過去磁使副繞組感應電壓,變成電能釋放給負載。傳送功率決定于電感磁芯儲能,而儲能又決定于原繞組的電感。電感與磁芯磁導率有關,磁導率高,電感量大,儲能多。而不直接與磁通密度有關。雖然功率傳送方式不同,要求的磁芯參數不一樣,但是在高頻電源變壓器設計中,磁芯的材料和參數的選擇仍然是設計的一個主要內容。在電源變壓器“設計要點”一文中,很遺憾缺少這一個主要內容。只是“降低交流損耗”一節中,提出BAC典型值為0.04-0.075T。顯然,文中的高頻電源變壓器采用電感功率傳送方式,為什么不提磁導率,而提BAC弄不清楚。經查閱,在《電源技術應用》2003年1-2期,同一主要作者寫的開關電源“設計要點”一文中,列出一節“磁芯的選擇”,也沒有提磁導率,只是提出最大磁通密度Bm為0.275T。由于沒有畫磁通密度變化波形,弄不清楚前文中的BAC和后文中的Bm是否一致:為什么BAC和Bm 相差6.8~3.7倍?更不清楚,選的那一種軟磁鐵氧體材料?為什么選這種型號?兩文中都沒有一點說明,只好讓讀者自己去猜想了。
     電壓變換通過原邊和副邊繞組匝數比來完成。不管功率傳送是那一種方式,原邊和副邊的電壓變換比等于原和副繞組匝數比。繞組匝數設計成多少,只要不改變匝數比,就不影響電壓變換。但是繞組匝數與高頻電源變壓器的漏感有關。漏感大小與原繞組匝數的平方成正比。有趣的是,漏感能不能規定一個數值?《電源技術應用》 2003年第6期同時刊登的兩篇文章有著不同的說法?!霸O計要點”一文中說:“對于一符合絕緣及安全標準的高頻變壓器,其漏感量應為次級開路時初級電感量的1%~3%”。“辨析”一文中說:“在很多技術單上,標注著漏感=1%的磁化電感或漏感<2%的磁化電感等類似的技術要求。其實這種寫法或設計標準很不專業。電源設計者應當根據電路正常工作要求,對所能接受的漏感值作一個數值限制。在制作變壓器的過程中,應在不使變壓器的其它參數(如匝間電容等)變差的情況下盡可能減小漏感值,而非給出漏感與磁化電感的比例關系作為技術要求”?!胺駝t這將表明你不理解漏感知識或并不真正關心實際的漏感值”。雖然兩篇文章說法不一樣,但是有一點是共同的,就是盡可能減小漏感值。因為漏感值大,儲存的能量也大,在電源開關過程中突然釋放,會產生尖峰電壓,增加開關器件承受的電壓峰值,也對絕緣不利,產生附加損耗和電磁干擾。
     絕緣隔離通過原邊和副邊繞組的絕緣結構來完成。為了保證繞組之間的絕緣,必須增加兩個繞組之間的距離,從而降低繞組間的耦合程度,使漏感增大。還有,原繞組一般為高壓繞組,匝數不能太少,否則,匝間或者層間電壓相差大,會引起局部短路。這樣,匝數有下限,使漏感也有下限。總之,在高頻電源變壓器絕緣結構和總體結構設計中,要統籌考慮漏感和絕緣強度問題。3.3 提高效率
     提高效率是現在對電源和電子設備的普遍要求。雖然從單個高頻電源變壓器來看,損耗不大。例如,100VA高頻電源變壓器,效率為98%時,損耗只有2W,并不多。但是成十萬個,成百萬個高頻電源變壓器,總損耗可能達到上十萬W,上百萬W。還有,許多高頻電源變壓器一直長期運行,年總損耗相當可觀,有可能達到上千萬kWh。這樣,高頻電源變壓器提高效率,可以節約電力。節約電力后,可以少建發電站。少建發電站后,可以少消耗煤和石油,可以少排放廢氣、廢水、煙塵和灰渣,減少對環境的污染。既具有節約能源,又具有環境保護的雙重社會經濟效益。因此提高效率是高頻電源變壓器一個主要的設計要求,一般效率要提高到95%以上,損耗要減少到5%以下。

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fuliu
LV.2
2
2011-01-02 14:38

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fuliu
LV.2
3
2011-01-02 14:40
@fuliu
[圖片]
能否講解一下高頻變壓器中漏感與寄生電容的處理
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