60hz变压器怎样设计

Question

60hz变压器怎样设计

Answer 1

60HZ变压器的设计过程包括五个步骤：
1、确定原副边匝数比；
2、确定原副边匝数；
3、确定绕组的导线线径；
4、确定绕组的导线股数；
5、核算窗口面积。
(1)原副边变比
为了提高高频变压器的利用率，减小开关管的电流，降低输出整流二极管的反向电压，减小损耗和降低成本，高频变压器的原副边变比应尽量大一些。
为了在任意输入电压时能够得到所要求的电压，变压器的变比应按最低输入电压 选择。选择副边的最大占空比为 ，则可计算出副边电压最小值为： ，式中， 为输出电压最大值， 为输出整流二极管的通态压降， 为滤波电感上的直流压降。原副边的变比为： 。
(2)确定原边和副边的匝数 首先选择磁芯。为了减小铁损，根据开关频率 ，参考磁芯材料手册，可确定最高工作磁密 、磁芯的有效导磁截面积 、窗口面积 。则变压器副边匝数为： 。根据副边匝数和变比，可计算原边匝数为： 。
(3)确定绕组的导线线径 在选用导线线径时，要考虑导线的集肤效应。所谓集肤效应，是指当导线中流过交流电流时，导线横截面上的电流分布不均匀，中间部分电流密度小，边缘部分电流密度大，使导线的有效导电面积减小，电阻增加。在工频条件下，集肤效应影响较小，而在高频时影响较大。导线有效导电面积的减小一般采用穿透深度 来表示。所谓穿透深度，是指电流密度下降到导线表面电流密度的0.368(即： )时的径向深度。 ，式中， ， 为导线的磁导率，铜的相对磁导率为 ，即：铜的磁导率为真空中的磁导率 ， 为导线的电导率，铜的电导率为 。 为了有效地利用导线，减小集肤效应的影响，一般要求导线的线径小于两倍的穿透深度，即 。如果要求绕组的线径大于由穿透深度所决定的最大线径时，可采用小线径的导线多股并绕或采用扁而宽的铜皮来绕制，铜皮的厚度要小于两倍的穿透深度。
(4)确定绕组的导线股数
绕组的导线股数决定于绕组中流过的最大有效值电流和导线线径。在考虑集肤效应确定导线的线径后，我们来计算绕组中流过的最大有效值电流。
原边绕组的导线股数：变压器原边电流有效值最大值 ，那么原边绕组的导线股数 （式中，J为导线的电流密度，一般取J=3～5 , 为每根导线的导电面积。）。 副边绕组的导电股数：①全桥方式：变压器只有一个副边绕组，根据变压器原副边电流关系，副边的电流有效值最大值为： ；②半波方式：变压器有两个副边绕组，每个负载绕组分别提供半个周期的负载电流，因此其有效值为 （ 为输出电流最大值）。因此副边绕组的导线股数为
(5)核算窗口面积
在计算出变压器的原副边匝数、导线线径及股数后，必须核算磁芯的窗口面积 是否能够绕得下或是否窗口过大。如果窗口面积太小，说明磁芯太小，要选择大一点的磁芯；如果窗口面积过大，说明磁芯太大，可选择小一些的磁芯。重新选择磁芯后，再重新计算，直到所选磁芯基本合适为止

Answer 2

60hz的变压器与50hz的变压器没有多大区别，原理是一样的，只是根据法拉第电磁感应定律，在相同的磁通密度下，线圈的每匝电压不一样，别外，60hz与50 hz硅钢片的单位损耗也不同。
U=4。44*f*W*B*S f：频率 W ：线圈匝数 B：铁芯磁通密度 S：铁芯载面积