30kHz高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計
3.3變壓器的實際輸出能力
鐵基超微晶鐵心及超微晶軟磁合金通過省級技術(shù)鑒定
1999年10月24日,由江西省科委等機(jī)關(guān)委托主持的對江西大有科技有限公司研制的新產(chǎn)品DY-ON型鐵基超微晶磁鐵心和超微晶軟磁合金通過了省級技術(shù)鑒定,獲得與會專家學(xué)者的高度評價,一致認(rèn)為這兩項產(chǎn)品性能穩(wěn)定,各項技術(shù)指標(biāo)分別達(dá)到美國UL94-P標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)GBm292-89技術(shù)要求,在國內(nèi)同類產(chǎn)品中具有特色。
非晶態(tài)(超微晶)軟磁合金,是90年代世界六大高科技新型材料之一,它具有優(yōu)異的特點,目前國內(nèi)市場供不應(yīng)求,前景廣闊。
變壓器的輸出能力即磁心的輸出能力,它取決于磁心面積的乘積(AP),其值等于磁心有效截面積(AC)和它的窗口截面積(Am)的乘積,即:AP=ACAm(3)
在變壓器的設(shè)計中,變壓器的輸出能力必須大于它的設(shè)計輸出能力。在設(shè)計中,我們選用的矩形磁心的尺寸為:10×10×39×13.4(即:a=10mm,b=10mm,c=13.4mm,h=39mm),實際AP達(dá)3.66cm4(其中磁心截面積的占空系數(shù)KC取0.7),大于變壓器的設(shè)計輸出能力0.511cm4,因此,該磁心能夠滿足設(shè)計使用要求。
3.4繞組計算
初級匝數(shù):D取50%,Ton=D/f=0.5/(30×103)=16.67μs,
忽略開關(guān)管壓降,Up1=Ui/2=150V。
N1=Up1Ton10-2/2BmAc=(150×16.67)10-2
/(2×0.6×1×1×0.7)=29.77匝
取N1=30匝
次級匝數(shù):忽略整流管壓降,Up2=Uo=2100V。
N2=Up2N1/Up1=(30×2100)/150=420匝
3.5導(dǎo)線線徑
Ip1=Up2Ip2/Up1=0.08×2100/150=1.12A
電流密度:J=KjAp-0.1410-2=468×0.511-0.14
×10-2=5.14A/mm2
考慮到線包損耗與溫升,把電流密度定為4A/mm2
(1)初級繞組:
計算導(dǎo)線截面積為Sm1=Ip1/J=1.12/4=0.28mm2
初級繞組的線徑可選d=0.63mm,其截面積為0.312mm2的圓銅線。
(2)次級繞組:
計算導(dǎo)線截面積為Sm2=Ip2/J=0.08/4=0.02mm2。
次級繞組的線徑可選d=0.16mm的圓銅線,其截面積為0.02mm2。為了方便線圈繞制也可選用線徑較粗的導(dǎo)線。
4、線圈繞制與絕緣
為減小分布參數(shù)的影響,初級采用雙腿并繞連接的結(jié)構(gòu),次級采用分段繞制,串聯(lián)相接的方式,降低繞組間的電壓差,提高變壓器的可靠性,繞制后的線圈厚度約為4.5mm。小于磁心窗口寬度13.4mm的一半。在變壓器的絕緣方面,線圈絕緣選用抗電強度高、介質(zhì)損耗低的復(fù)合纖維絕緣紙,提高初、次級之間的絕緣強度和抗電暈?zāi)芰ΑW儔浩鹘^緣則采用整體灌注的方法來保證變壓器的絕緣使用要求。
5、結(jié)束語
該超微晶開關(guān)電源變壓器,環(huán)氧灌注絕緣后通過了產(chǎn)品的電性能檢測和機(jī)載條件的環(huán)境試驗,已用于機(jī)載設(shè)備,變壓器的溫升35℃,工作效率達(dá)到90%以上,且波形質(zhì)量優(yōu)異,電性能參數(shù)穩(wěn)定。超微晶合金薄帶是新型的軟磁合金,電磁性能優(yōu)異,價格低廉,環(huán)境適應(yīng)能力強,在高頻電磁元件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,特別是在陣面雷達(dá)系統(tǒng)中的電源、激勵變壓器、電感等。在100kHz的使用條件下,可以取代鐵氧體、坡莫合金用作磁心材料。
評論