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平面变压器的结构原理与性能

2022-04-30 15:04分类:变压器 阅读:

 

相关平面图变电器的构造基本原理与特性,平面图变电器一般有2个或2个之上尺寸一样的柱型磁心,基本上组成一个平面图变电器的行为主体一部分,平扁变电器的关键性能参数。

平面图变电器的构造基本原理

在DC/DC转换中,基本上的Buck、Boost、CukSPWM是不用电源开关隔离变压仪的。

但假如规定輸出与键入防护,或规定获得多个输出电压,就需要在电子开关与整流器元器件中间应用电源开关隔离变压仪,因此绝大部分SPWM都是有隔离变压仪。

现阶段开关电源电路的发展趋向是高效率高些、容积更小、净重更轻,而传统式的隔离变压仪在高效率、容积、净重等层面比较严重牵制了开关电源电路的进一步发展趋势。

与此同时因为变电器牵涉到的基本参数有工作电压、电流量、頻率、变比、溫度、磁心u值、漏抗、耗损、尺寸等,因此一直没法象其他电子元件那般有现有的变电器可供采用,经常要历经繁杂的测算来采用磁心和绕阻输电线,并且绕阻线圈电感对变电器的特性也是有很大危害,加上变电器的很多关键主要参数不容易精确测量,给应用产生一定的片面性,难以在相频特性、漏抗、容积和排热等层面做到令人满意实际效果。平面图变电器(Flat Transformer 技术性则在隔离变压仪的很多层面完成了关键的提升。

现阶段,海外的很多开关电源商品上都逐渐选用平面图变电器技术性,如电瓶充电开关电源、通讯设备分布式发电、UPS等。

而中国的防护开关变压器在原材料、加工工艺等层面与海外优秀国家有一定差别,阻拦了开关电源电路电源开关高频率的提高和高效率提升,使开关电源电路商品滞留在一个较低的水准。

平面图变电器技术性可能为高频率开关电源电路的设计方案和实用化给予有利的协助。

传统式变电器的绕阻经常是绕在一个磁心上,并且线圈匝数较多。而平面图变电器(模块)仅有一匝网状结构次级绕组,这一匝绕阻也有别于传统式的丝包线,只是一片内电层,贴绕在好几个一样尺寸的冲压模具铁氧体磁芯表层上。

因而,平面图变电器的输出电压在于磁心的数量,并且平面图变电器的輸出电流量能够 根据串联开展扩大,以达到设计方案的规定。而且平面图变电器原边绕阻的线圈匝数一般也仅有数匝,不但合理减少了铜损和分布电容、电感,并且为线圈电感产生了许多 便捷。因为磁心是用简易的五金冲压件组成的,特性的一致性进一步提高,也为批量生产减少了成本费。

1 平面图变电器的构造和特性

1.1 构造

平面图变电器一般有2个或2个之上尺寸一样的柱型磁心。现以2个磁心的平面图变电器为例子详细介绍其构造。每一个磁心柱在对角上的二角都用内电层联接,内电层在根据磁心柱时紧靠磁心内腔。2个磁心并列置放,邻近的二角用内电层电焊焊接起來,在一个磁心的一个两侧表面的2个角上的内电层用一片内电层电焊焊接在一起,这儿便是平面图变电器初级线圈的管理中心,假如在这儿引出来抽头,便是初级线圈的管理中心抽头;在另一个磁心的一个两侧表面的2个角上的内电层便是平面图变电器初级线圈的两边。

那样就基本上组成一个平面图变电器的行为主体一部分。它的初级线圈仅有1匝,并且能够 含有管理中心抽头。一个详细的平面图变电器还有一个预设的储能技术电感器(1.4μH@500kHz,DC20A),它的一端常接在管理中心抽头顶,上、下都各有一片固定不动铜钱,他们将磁心和滤波电感夹在中间,与此同时做为整流电源的两方面和排热板(具体应用中还需要依据输出功率的尺寸改装排热板)。

1.2 特性

这类构造的变电器体型小,高宽比有8mm和12mm二种。缠线线圈匝数大大的低于传统式的变电器,构造更紧密,磁藕合大大的好于传统式的变电器,漏抗低于0.2%,因此它能够 在高些的頻率下工作中,有益于开关电源变换高效率的提升。密切的磁心的几何图形样子限定了网络热点的造成,减少了热耗,因而容许高些的比能量。

与此同时自身的排热标准大大的好于传统式的变电器。因此平面图变电器的容积、净重大幅度降低,而高效率高些。更关键的是,它为开关电源电路中开关变压器给予了一个通用性的挑选,省掉了繁杂的测算、选材和变电器线圈电感全过程。它在简单化和可靠性设计的与此同时,还变小了容积,减少了成本费。因此平面图变电器特别适合运用在低电压(1~60V 、大电流量(30A/每磁心)的开关电源电路或变频电源的设计方案中,对变电器的网络拓扑结构沒有限定。表1列举了FTI-12×2A-XA系列产品平面图变电器的关键性能参数。

表1 FTI-12×2A系列产品平扁变电器的关键性能参数

型 号

1A 2A 3A 4A 5A

容积/W 200 400 600 800 1000

输出电压/V Min

(250kHz) Type

Max 1

5

15

较大輸出电流量/A 40  80 120 160 200

磁心截面/CM2 0.68 1.36 2.04 2.72 3.4

等效电路长短/CM3 2.8

磁心容积/CM3 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

铁损(250kHz,

Bm=80mT,Vout=5V) 400mW 800mW 1.2W 1.6W 2.0W

泄露电感器(Per turn sq.) 4nH 8nH 12nH 16nH 20nH

2 平面图变电器的应用

平面图变电器的应用关键有下列三个标准

(1)依据输出电压的尺寸来采用相对应型号规格的平面图变电器;

(2)依据輸出电流量的尺寸来明确串联的平面图变电器数量;

(3)依据I/O工作电压的尺寸来明确变还有原边绕阻的线圈匝数。

比如,开关电源电路输出电压5V,輸出电流量150A。采用5V系列产品的平面图变电器FTI-12×2A-XX。假如用FTI-12×2A-1A,就必须 5个串联;假如用FTI-12×2A-5A(具体便是由5个FTI-12×2A-1A串联组成),只必须 1个。

除此之外,具体运用中还必须 了解平面图变电器的转变和原边电磁线圈的线圈匝数。变比可以用下边公式计算开展测算:

变比=K×N×P:1

式中,K是指数。当平面图变电器的輸出是根据管理中心抽头时,K=0.5;平面图变电器无管理中心抽头时,K=1。N是串联的平面图变电器模块数量。P平面图变电器原边线圈匝数。

事例中,假如輸出平面图变电器应用管理中心抽头,键入的交流电压为150V,变比可列入10:1,则原边线圈匝数P=10/(0.5×5)=4。假如键入的交流电压为300V,变比可列入201,则原边线圈匝数P=20/0.5×5=8。不难看出平面图变电器的原边绕阻的线圈匝数一般是非常少的。

3 结果

小编受FTI企业授权委托在电瓶充电开关电源中应用了平面图变电器。依据自己的应用感受,选用平面图变电器后,电源开关頻率为300kHz,变换高效率超过95%,全部设备的容积和净重也大幅度降低。因为平面图变电器已规范化、通用化、实用化,特性一致性好,应用十分便捷。

平面图变电器更改了传统式的电源开关SPWM中防护开关变压器的设计理念,为设计方案工作人员给予了更便捷、更优质的挑选。

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