低频变压器设计讲义

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1、低頻變壓器設計2003-12-171.鐵心與線圈變壓器的鐵心磁路要小，導磁係數高，所以低頻變壓器鐵心皆用矽鋼材料製成，為了減小渦流損其鐵心都使用矽鋼片疊合而成。矽鋼片的材質是由鐵矽合金所組成，鐵加入3%矽，增加鐵的硬度，降低變壓器的鐵損，矽鐵合金可以降低磁性的老化。矽鋼片的材質種類分為：方向性矽鋼片(ORIENTEDSILICONSTEEL)稱為Z製品。是向結晶磁化性較容易的方向壓延的製品，有較好的磁性，提供高的導磁率，低的鐵心損耗。無方向性矽鋼片(NON–ORIENTEDSILICONSTEEL)稱為H製品。HILITECOREH製品：全製

2、程處理的矽鋼片對全方向表示均勻的磁性能，具有出色的磁性能，高疊因數和良好的可加工性。HILITECORE廣泛應用在馬達、小型變壓器製品。HOMECOREH製品–全製程處理的矽鋼片HOMECORE具有良好的可加工性和高疊層因數，廣泛應用在以低生產成本為最重要條件的家用電器。SEMICOREHS製品半製程處理的矽鋼片–SEMICORE設計成為由用戶自行退火處理。2.理想變壓器繞組的電阻為零，故銅損等於零。鐵心中無渦流損失及磁滯損，故鐵損等於零。繞組間耦合係數K=1，無漏磁通，漏電抗等於零。鐵心中導磁係數μ為無限大，即磁阻等於零，故不需要激磁電流。

3、電壓調整率為零，效率為100%。在實用上變壓器因繞組有電阻及漏磁通，故不可能完全達到理想變壓器的境界。為了避免因疊合方法而磁阻增高，故在放置各層矽鋼片時多交替的換位插入，籍以消除明顯的接合線縫，降低磁阻，減小激磁電流。減低電阻值，採用良質漆包銅線降低銅損。減少電抗，採用良好薄絕緣材料。減少磁氣障礙，用良好矽鋼材料。為了減小渦流損其鐵心都使用矽鋼片疊合而成，矽鋼片厚度愈薄，渦流損失愈低。3.感應電勢變壓器中感應電勢與磁通的關係可由無載情況下得之。當一次側線圈有一微小的激磁電流Io(ExcitingCurrent)通過時，則鐵心磁路中亦產生一交變

4、磁通經欲公共磁路與變壓器二邊的線圈交鏈，故稱之為互磁通。4.低頻變壓器設計矽鋼片尺寸輸出功率(VA)矽鋼片中足尺寸(mm)激磁電流(mA)磁通密度(韋伯/平方米)積厚(AC)mmEI-281.58151.310EI-353.09.6201.1510.5EI-416.013251.0514to17EI-48121630to350.9516EI-54171835to400.9016EI-57251940to450.9019to24EI-60402040to450.8519to24EI-66482245to550.8525to30EI-767525

5、.455to650.8030to40EI-8610028.665to800.7540EI-961503280to1000.7040to70EI-114250380.6540to50EI-133.550044.40.6050to755.低頻變壓器設計公式1.求輸出功率:Ws=VI----------(1)2.求輸入功率:Wp=Ws/η-----------(2)3.求輸入電流:Ip=Wp/E1-----------(3)4.求一次側圈數和線徑:N1=E1x/K4.44FBmAc------------(4)Φp=------------(5)5

6、.求二次側圈數和線徑:N2=N1xE2/E1------------(6)Φs=-------------(5)K=1.414(經驗值因數)6.低頻變壓器設計例：輸入電壓:110Vac60HZ輸出電壓:8Vdc輸出電流:1A輸出整流採用:橋式整流設計步驟:1.求輸出伏安(VA)數據，橋式整流器。Vf=1.49VVA=IxExVf=1Ax8Vx1.49V=11.92(VA)設定效率(η)：80%Wp=Ws/η=11.92/0.8=14.9(VA)2.依據輸出伏安數查表選擇適當的鐵心尺寸和積厚。VA=14.9(VA)查表用EI–4820的BOBB

7、IN和20mm積厚。3.求一次側圈數。N1=E1x/K4.44FBmAc=110x/1.414x4.44x60x0.95x320=960Ts式中截面積Ac查表得中足尺寸=16mm，再乘以積厚20mmAC=中足尺寸x積厚=16mmx20mm=320mm4.求一次側線徑。Ip=P/E1=14.9(VA)/110V=0.13AIp為輸入電流Φp===0.23mm(一次側線徑)5.求二次側圈數。N2=(E2x1.15xN1)/E1=(8x1.15x900)/110=75.3Ts積厚因數=1.156.求二次側線徑。Φs===0.64mm(二次側線徑)