变压器输出功率和磁芯尺寸的关系

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1、变压器输出功率和磁芯尺寸的关系　　　要使变压器输出更大的功率，我们希望在电压一定的情况下，圈数要尽可能的少、导线尽可能的粗。　　　　这样才有利于提供较大的电流，输出更大的功率。前者需要较大的磁芯截面积，后者需要较大的磁芯窗口面积。因此要获得较大的输出功率磁芯尺寸必须够大才行。　　　　变压器初级绕组的圈数可用下式来算：　　　　N=k*10*U/(f*Ae*Bmax)　　　　k为较大导通时间与周期之比，通常取k=0.4；　　　　U是初级绕组输入电压（V），（近似等于直流输入电压)；　　　　f是变压器的工作频率（KHZ）；　　　　Ae是磁芯的截面积（cm2）；　　　　

2、Bmax是允许的磁通密度较大变化幅度（G）　　　　因此，在一定电压下，增大截面积Ae、提高工作频率f和选择更大的峰值磁通密度Bmax，都有利于减少圈数，提高输出功率。但是，磁芯的损耗（铁损）是按Bmax的2.7次幂和f的1.7次幂呈指数增长的，Bmax还受磁芯饱和的限制。因此，提高工作频率f和选择更大的峰值磁通密度Bmax都是有限度的。大多数适合做开关电源的铁氧体磁芯频率通常限制在10-50KHZ以内，Bmax限制在2000G（高斯）以内，一般取Bmax=1600G较为合适。因此，功率主要靠磁芯截面积Ae、其次靠工作频率f控制。　　　　但必须明确的是，这种控制关系

3、是间接的而不是直接的，Ae加大和f提高只是表示对同样的电压，允许绕的圈数更少，只有实际把圈数减少了才能提高功率。如果在同样材料的一个大磁芯和一个小磁芯上，用一样的导线绕同样的圈数，对同样的输入电压输出功率是基本相同的。同样，如果一个做好的变压器，仅仅靠改变工作频率，也是不会使输出功率提高的。　　　　联想到楼主张伟明的问题，因为变压器已经做好，所以我建议提高输入电压来提高功率；如果从变压器入手的话，可以尝试把导线适当加粗，同时把频率提高一些，以允许圈数能有所减少，这样就可加大输出功率。　　　　导线加粗受到磁芯窗口面积Ac限制。用截面积为Ad的导线绕N圈，占用的窗口面

4、积为：　　　　Awc=N*Ad=k*10*U*Ad/(f*Ae*Bmax)　　　　设，初级绕组窗口占用系数为Sn=Awc/Ac，Ad用电流I（有效值）和允许的电流密度J表示为　　　　Ad=I/J/100，（Ad-平方厘米，I-A有效值，J-A/平方毫米）　　　　则上式可写成：Ac*Sn=k*U*I*10/(f*Ae*Bmax*J)　　　　或，U*I=Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*103/k　　　　因为输入功率等于输入电压U与电流平均值k*Ip的乘积，而电流有效值I与峰值Ip的关系为　　　　Ip=1.58*I，所以输入功率Pi=1.58*k*U*I=1.

5、58*Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*103　　　　再乘上效率Ef就得到较大输出功率的表达式　　　　Po=1.58*Ef*Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*103　　　　可见，功率除了和上面那些有利于圈数减少的因素成正比之外，还与允许导线加粗的Ac、Sn以及电流密度J成正比。工程上一般取Ef=0.8，Sn=0.4，Bmax=1600G，J=4A/平方毫米，再考虑到不同电路形式的绕组结构不同，故常用下式来估算磁芯的较大输出功率：Po=m*f*Ae*Ac。　　　　推挽电路m=3.2，单端正激电路m=1.6，半桥和全桥m=4.48　　　　电视机行输出变压器常用

6、的三种U型磁芯，U12、U16、U18的Ae与Ac乘积分别为6.12、14.9、30.4（平方厘米），如果频率取f=20KHZ，采用推挽电路，则可算得这三种磁芯可提供的较大输出功率为：　　　　U12：Po=3.2*20*6.12=548W　　　　U16：Po=3.2*20*14.9=954W　　　　U18：Po=3.2*20*30.4=1945W　　　　这种U型磁芯窗口面积很大适合高压大功率的场合，但磁路较长，初、次级耦合度较差，漏感大。再次强调,算出的较大功率只是说明该磁芯的能力，大材小用可以，小材大用就不行了。　　　　磁芯选定之后，较大输出功率和工作频率有关　

7、　　　工程上可用下式估算：　　　　Po=1.6*f*Ae*Ac(W)　　　　f-工作频率（KHZ）Ae-磁芯截面积（平方厘米）　　　　Ac-磁芯窗口面积（平方厘米）　　　　(对其他电路形式，式中系数1.6有所不同）　　　　对EI40，Ae=1.28，Ac=1.5，可算得　　　　当f=20KHz时，Po=61W　　　　当f=24KHz时，Po=74W　　　　当f=48KHz时，Po=148W　　　　绕组的每伏匝数，用下式计算：　　　　No=15.6/(f*Ae)(匝/V）　　　　若f=24KHZ,No=15.6/(24*1.28)=0.51匝/V　　　　如果初级电压

8、V1=24