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高频变压器设计专题

高频变压器设计专题
[red][本专题由 bingyu 主持][/red]
现在,在开关电源的设计中,高频变压器的设计是一个难点,但又十分重要,不可忽视,特别是对于一些新手来讲就更摸不着头绪,请各位在这里畅所欲言,讲讲自己在这方面的心得,以对大家有所启发,帮助!!!
全部回复(61)
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2003-10-24 11:15
恳请大家畅所欲言!!!
请有经验的大虾们到这里为我们传道解惑!也欢迎新手同志们到这里踊跃提问!!!大家先讨论一下高频变压器的设计流程及方法吧,当然大家也可以讨论自己感兴趣的某个方面!!!
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thdz
LV.6
3
2003-10-24 11:21
这样的观点,谁反驳我!
开关电源中:1、PWM调制方式的高频变压器不用开磁气隙;
2、PFM调制方式的高频变压器要开磁气隙;
3、BUCK电路、BOOST电路、FLABACK电路的高频变压器都要开磁气隙;
4、致于怎么开?开多少?就要根据电路设计需要来定了!
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2003-10-24 11:31
@thdz
这样的观点,谁反驳我!开关电源中:1、PWM调制方式的高频变压器不用开磁气隙;2、PFM调制方式的高频变压器要开磁气隙;3、BUCK电路、BOOST电路、FLABACK电路的高频变压器都要开磁气隙;4、致于怎么开?开多少?就要根据电路设计需要来定了!
请讲一下PWM和PFM在开关电源中的调制有什么区别?
zdr老兄,请你讲一下这两者的调制区别是什么?为什么PWM不用开气隙,而PFM就需要呢?望师兄详细解之,谢谢!!
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2003-10-24 11:49
@thdz
这样的观点,谁反驳我!开关电源中:1、PWM调制方式的高频变压器不用开磁气隙;2、PFM调制方式的高频变压器要开磁气隙;3、BUCK电路、BOOST电路、FLABACK电路的高频变压器都要开磁气隙;4、致于怎么开?开多少?就要根据电路设计需要来定了!
这位同志的发言会误导初学者!
你的1、3条就自相矛盾,3842控制的FLYBACK是PWM控制吧,变压器要不要开气隙?

开气隙,一般是对电感量有具体要求的场合,通过调整气隙的大小来得到合适的电感量,一般气隙的存在是用来储存能量的.BUCK、BOOST中使用的是电感,不是变压器.FLYBACK的变压器其实不是变压器,是耦合电感.
PFM调制的电路一般是谐振方式工作的,对变压器的漏感和励磁电感一般有要求,所以会加气隙.
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thdz
LV.6
6
2003-10-24 11:58
@乞力马扎罗的雪
这位同志的发言会误导初学者!你的1、3条就自相矛盾,3842控制的FLYBACK是PWM控制吧,变压器要不要开气隙?开气隙,一般是对电感量有具体要求的场合,通过调整气隙的大小来得到合适的电感量,一般气隙的存在是用来储存能量的.BUCK、BOOST中使用的是电感,不是变压器.FLYBACK的变压器其实不是变压器,是耦合电感.PFM调制的电路一般是谐振方式工作的,对变压器的漏感和励磁电感一般有要求,所以会加气隙.
还是乞力马扎罗的雪老师的学术态比较严谨!
多谢乞力马扎罗的雪老师,我们这边叫法上不够严谨,导致口误!多谢批评指正!
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LV.1
7
2003-10-24 14:44
我说一点
变压器设计比较复杂,由于功率变换形式很多,不通的变换电路,其工作特点也不相同,
就其工作状态而言有两种:
1. 双端工作变压器.如半桥,全桥,推挽等电路重的变压器,由于磁芯工作在双象限
  能保证磁芯交好复位,变压器一般不加气息
2.单端工作变压器.如正激式,反激式登电路.虽然都是单端工作,但变压器的设计有很大不同,正激式变压器可以不加气息,为了可靠也可以加很小气息.而反激式变压器除了隔离作用外,还起电感储能作用,为防止磁芯饱和要加气息,气息多少要视电路具体情况来计算.总之要设计好变压器,不紧要知道电磁,电路的基本原理,同时还要了解各种磁心材料的特性.
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2003-10-24 14:53
@
我说一点变压器设计比较复杂,由于功率变换形式很多,不通的变换电路,其工作特点也不相同,就其工作状态而言有两种:1.双端工作变压器.如半桥,全桥,推挽等电路重的变压器,由于磁芯工作在双象限  能保证磁芯交好复位,变压器一般不加气息2.单端工作变压器.如正激式,反激式登电路.虽然都是单端工作,但变压器的设计有很大不同,正激式变压器可以不加气息,为了可靠也可以加很小气息.而反激式变压器除了隔离作用外,还起电感储能作用,为防止磁芯饱和要加气息,气息多少要视电路具体情况来计算.总之要设计好变压器,不紧要知道电磁,电路的基本原理,同时还要了解各种磁心材料的特性.
谢谢老兄的解说!!
谢谢星期天老兄的讲解!能不能讲一下,在什么情况下使用什么变压器?我代表广大菜鸟同志们谢谢你先!!!
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LV.1
9
2003-10-24 22:32
@bingyu-1981
谢谢老兄的解说!!谢谢星期天老兄的讲解!能不能讲一下,在什么情况下使用什么变压器?我代表广大菜鸟同志们谢谢你先!!!
磁心材料的选择
就开关电源来说,F小于100K, 功率在5KW以下的电源选用PC30或国产LP2材质的铁氧体,F在200K以内时选用PC40或国产LP3材质的铁氧体.更大功率电源则用超微晶更何时,超微晶的工作频率小于100K.
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gwwater
LV.6
10
2003-10-27 10:51
@
我说一点变压器设计比较复杂,由于功率变换形式很多,不通的变换电路,其工作特点也不相同,就其工作状态而言有两种:1.双端工作变压器.如半桥,全桥,推挽等电路重的变压器,由于磁芯工作在双象限  能保证磁芯交好复位,变压器一般不加气息2.单端工作变压器.如正激式,反激式登电路.虽然都是单端工作,但变压器的设计有很大不同,正激式变压器可以不加气息,为了可靠也可以加很小气息.而反激式变压器除了隔离作用外,还起电感储能作用,为防止磁芯饱和要加气息,气息多少要视电路具体情况来计算.总之要设计好变压器,不紧要知道电磁,电路的基本原理,同时还要了解各种磁心材料的特性.
稍微补充一点, 单端正激的变压器不用开气息
单端正激的变压器不用开气息,开了只是增加损耗,毫无意义.
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xiaof
LV.4
11
2003-10-27 10:57
@gwwater
稍微补充一点,单端正激的变压器不用开气息单端正激的变压器不用开气息,开了只是增加损耗,毫无意义.
不菜老师
在设计单端反激高频变压器时,如何根据电源的额定输出功率来选择磁芯大小?比如EE系列的EE16,EE19,EE20
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xiaof
LV.4
12
2003-10-27 11:02
@乞力马扎罗的雪
这位同志的发言会误导初学者!你的1、3条就自相矛盾,3842控制的FLYBACK是PWM控制吧,变压器要不要开气隙?开气隙,一般是对电感量有具体要求的场合,通过调整气隙的大小来得到合适的电感量,一般气隙的存在是用来储存能量的.BUCK、BOOST中使用的是电感,不是变压器.FLYBACK的变压器其实不是变压器,是耦合电感.PFM调制的电路一般是谐振方式工作的,对变压器的漏感和励磁电感一般有要求,所以会加气隙.
*********磁芯大小**********
在设计单端反激高频变压器时,如何根据电源的额定输出功率来选择磁芯大小?比如EE系列的EE16,EE19,EE20
  我记得好像有个输出功率与磁芯的截面积的对应公式?
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2003-10-27 15:42
@xiaof
不菜老师在设计单端反激高频变压器时,如何根据电源的额定输出功率来选择磁芯大小?比如EE系列的EE16,EE19,EE20
有公式的
S=0.15*(P的0.5次方),不好意思不知道根号怎么打了,然后根据面积选择合适的磁芯
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2003-10-27 16:00
@xiangchengxu
有公式的S=0.15*(P的0.5次方),不好意思不知道根号怎么打了,然后根据面积选择合适的磁芯
问下
S代表什么?
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2003-10-27 16:24
@大唐之凤凰小筑
问下S代表什么?
截面积
S是磁芯截面积,P是变压器最大承受功率
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censtar
LV.6
16
2003-10-27 16:39
@xiangchengxu
有公式的S=0.15*(P的0.5次方),不好意思不知道根号怎么打了,然后根据面积选择合适的磁芯
?
难道就和工作频率没有半点关系吗?
纳闷!!
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2003-10-27 16:52
@censtar
?难道就和工作频率没有半点关系吗?纳闷!!
有的
不同的频率需要选择的磁芯材料可能不同,磁芯的大小根据面积来选择,呵呵,让你笑话了~
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jacki_wang
LV.11
18
2003-10-28 00:42
@gwwater
稍微补充一点,单端正激的变压器不用开气息单端正激的变压器不用开气息,开了只是增加损耗,毫无意义.
在有大动态变化的场合最好开一点气隙
以防饱和.
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ridgewang
LV.8
19
2003-10-28 08:20
@jacki_wang
在有大动态变化的场合最好开一点气隙以防饱和.
是指输入大动态还是负载大动态?
负载大动态似乎不必要.
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viann
LV.4
20
2003-10-28 09:17
@ridgewang
是指输入大动态还是负载大动态?负载大动态似乎不必要.
请问:星期天
变压器设计比较复杂,由于功率变换形式很多,不通的变换电路,其工作特点也不相同,
就其工作状态而言有两种:
1. 双端工作变压器.如半桥,全桥,推挽等电路重的变压器,由于磁芯工作在双象限
能保证磁芯交好复位,变压器一般不加气息 .

一般不加是不是意味者还是有些情况下要加呢?什么情况?

还请各位高人说说双端工作的变压器为何有时要加点气隙?
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ridgewang
LV.8
21
2003-10-28 17:16
@viann
请问:星期天变压器设计比较复杂,由于功率变换形式很多,不通的变换电路,其工作特点也不相同,就其工作状态而言有两种:1.双端工作变压器.如半桥,全桥,推挽等电路重的变压器,由于磁芯工作在双象限能保证磁芯交好复位,变压器一般不加气息.一般不加是不是意味者还是有些情况下要加呢?什么情况?还请各位高人说说双端工作的变压器为何有时要加点气隙?
比如需要谐振时
更有甚者,比如:正反击组合式.
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hotdw
LV.3
22
2003-10-29 10:16
@xiangchengxu
有公式的S=0.15*(P的0.5次方),不好意思不知道根号怎么打了,然后根据面积选择合适的磁芯
有问题
你的这个公式是有前提的,工作频率、输出功率、磁芯散热条件,等等都会影响磁芯的选择.你就直接给出个公式好像不妥吧!
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2003-10-29 11:48
@gwwater
稍微补充一点,单端正激的变压器不用开气息单端正激的变压器不用开气息,开了只是增加损耗,毫无意义.
未必毫无意义
正激开一丁点气隙,可以减少剩磁,增大磁通可摆动范围!
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mypower
LV.6
24
2003-10-29 12:39
@sometimes
未必毫无意义正激开一丁点气隙,可以减少剩磁,增大磁通可摆动范围!
问一个flyback变压器问题
设计flyback变压器时,假定Dmax,然后计算Dmin.按照电感公式有V=Lp*Ipp*f/D,Lp*Ipp*f对于一固定变压器来说不变,是一恒定值.那按照这个公式就应该有:
Dmin/Dmax=Vmax/Vmin
为什么几乎所有的书上都不是这个公式,而是:
Dmin=Dmax/【(1-Dmax)K+Dmax】
K=Vmax/Vmin

请问此公式如何得出,不是与上面的公式矛盾吗?
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2003-10-29 18:42
@mypower
问一个flyback变压器问题设计flyback变压器时,假定Dmax,然后计算Dmin.按照电感公式有V=Lp*Ipp*f/D,Lp*Ipp*f对于一固定变压器来说不变,是一恒定值.那按照这个公式就应该有:Dmin/Dmax=Vmax/Vmin为什么几乎所有的书上都不是这个公式,而是:Dmin=Dmax/【(1-Dmax)K+Dmax】K=Vmax/Vmin请问此公式如何得出,不是与上面的公式矛盾吗?
关于这个问题
下面的那个公式是根据最高输入电压和最低出入电压同时输出相同的平均电压,而得出Dmin和Dmax的关系.这个没错.不过对你上面写的那个公式是你限定了最大电流,而得出的Dmin和Dmax之间的关系,这两种关系不是一会事情.
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ridgewang
LV.8
26
2003-10-29 19:17
@sometimes
未必毫无意义正激开一丁点气隙,可以减少剩磁,增大磁通可摆动范围!
我支持正激和类似正激工作的变压器不开气息.
开气息只会降低效率、增大漏感、增加涡流损耗等等,其坏处罄竹难书.如果说磁通摆幅不够,只能说是磁芯选择有问题,特殊情况除外(比如有极其严格的体积要求).
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2003-10-29 19:30
@ridgewang
我支持正激和类似正激工作的变压器不开气息.开气息只会降低效率、增大漏感、增加涡流损耗等等,其坏处罄竹难书.如果说磁通摆幅不够,只能说是磁芯选择有问题,特殊情况除外(比如有极其严格的体积要求).
我觉得这个不能一概而论
当然加气隙导致的种种坏处,的确是罄竹难书.但是不见得就是一坏到底.看场合吧,对于一定的磁芯来说,能增加摆幅也是件好事,可以不用选太大的磁芯.而且在其他一些场合,比如某些软开关场合,也用加气隙来实现软开关.
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ridgewang
LV.8
28
2003-10-29 19:37
@sometimes
我觉得这个不能一概而论当然加气隙导致的种种坏处,的确是罄竹难书.但是不见得就是一坏到底.看场合吧,对于一定的磁芯来说,能增加摆幅也是件好事,可以不用选太大的磁芯.而且在其他一些场合,比如某些软开关场合,也用加气隙来实现软开关.
除非找不到第二种磁芯
非要死扛一种不放.其实很多时候可以通过对磁导率的选取实现(相当于分散气息,比开一个口子好多了).
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2003-10-29 19:51
@ridgewang
除非找不到第二种磁芯非要死扛一种不放.其实很多时候可以通过对磁导率的选取实现(相当于分散气息,比开一个口子好多了).
这本来就是一种选择
这不是什么死扛一种,只是一种选择而已.
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jacki_wang
LV.11
30
2003-10-29 21:14
@xiangchengxu
有公式的S=0.15*(P的0.5次方),不好意思不知道根号怎么打了,然后根据面积选择合适的磁芯
这个公式哪来的
是什么topology用的?
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jacki_wang
LV.11
31
2003-10-29 21:19
@sometimes
这本来就是一种选择这不是什么死扛一种,只是一种选择而已.
这个问题不必争论
大家有兴趣就做做动态时关机看一看变压器有没有饱和就够了.
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