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(AC/DC) 变压器设计（构造设计）－其2

丘球
工程师
2019-10-16 18:28:05     打赏

变压器T1的构造设计“其2”。其1已经说明了下述的步骤的内①～④。其2是关于⑤～⑦的说明。
其1
①骨架选定
②有效绕线槽的确认
③决定绕组构造
④沿面距离和绝缘胶带
其2
⑤线材的选定
⑥接线图、层构造、绕组规格
⑦决定变压器规格
⑤ 线材的选定
关于绕组的线材一般使用UEW（聚胺酯漆包铜线）、PEW（聚酯漆包铜线）等，但小型变压器等无法取得沿面距离时，就会利用3层绝缘线。
卷绕宽度够时能提高结合度，因此选择卷绕宽度大的线径。
线径越细，寄生电容值愈小，邻近效应、趋肤效应的影响随之变小，但电流密度变大。基本上线径选定为4～8A/mm2左右。
以下为电流密度的计算示例。这里使用“变压器设计（数值计算）”的②和③的计算结果。
根据最大占空比Duty (max)=0.424，一次侧的最大電流 Ippk＝2.32A，二次侧的最大電流 Ispk＝12.5A，得出一次侧的有效值Iprms和二次侧的有效值Isrms如下：

在这里，当电流密度为6A/mm2时，线径可通过以下公式求得：

由于二次绕组在本例中为2层×2并列，共4匝，因此：

[size=90%]※计算未考虑邻近效应、趋肤效应在内。
计算所选线径的电流密度，并确认目标值在4～8A/mm2范围内。

另外，计算未考虑邻近效应、趋肤效应在内。邻近效应是指电流经过周围导线后，因而受到励磁的磁场的影响，造成导线内电流无法均一的现象。趋肤效应是在高频率之下，电流集中在导线外围的现象。
关于绕组构造请参照“变压器设计（构造设计）－其1”的“③ 决定绕组构造”的夹心绕组构造以及下面的“⑥ 接线图、层构造、绕组规格”。
如果线径不适合但又想改善特性时，可以使用利兹线效果更好。利兹线是多条线材绞合在一起而成的，可通过细线降低趋肤效应等造成的影响，而使用多条线材也可以增加截面积。
最后确认变压器温度上升状况，必要时加以调整。
⑥ 接线图、层构造、绕组规格
将接线及层构造绘制成图。关于绕组规格可以先制成表格。在委托试制变压器时，必须将这几个部分加入设计图内。
接线图（下方左侧）标示在电源电路中哪一个引脚和哪一个信号相连接。接线会对PCB布局造成影响，因此必须仔细观看PCB的设计后再设定。
层构造图（下方右侧）展示了已决定好的构造。此次重视特性，再加上希望提升结合度，因此选择夹心绕组构造。

绕组规格：如同前述，选择卷绕宽度足够的线径。此外，也确认绕线槽的厚度、方向是否位在容许范围内。

⑦ 决定变压器规格
根据数值计算进行构造设计，最后决定变压器规格。

必要信息有，

  • 接线

  • 构造

  • 铁芯、骨架的指定

  • 电感值、匝数、线径

  • 绝缘性能、组装指示

等。
实际试作变压器时，如果能够提供这些信息，大部分变压器厂商应该都能够进行试作。有些变压器厂商也可以用更简单的规格，例如输入输出电压、频率程度等来进行试作。至于应该要具体实现规格至哪一种程度，就要询问变压器厂商了。

关键要点:

・计算出数值后，进入具体的变压器构造的设计。
・计算出数值后，如果能大略完成构造设计，有望在变压器厂商等的协助下，设计出最终版本。


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关键词： 变压器     设计     构造    

南望
助工
2019-10-16 21:36:26     打赏
2楼

总结的不错


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未来的我
工程师
2019-10-17 15:01:52     打赏
3楼

感谢楼主分享


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水方
工程师
2019-10-17 15:26:17     打赏
4楼

感谢分享  不错不错


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