变压器设计原理

1、变压器设计原理 of43 of43一.电磁学基础电子有限公司目录1.磁滞回路3.导磁系数P4P4.32.集肤效应4.正确值,有效值和测试值P4.2P4.45.L,AL,GAP与uiP4.56.交流信号P5.67判断三极管P6.78PFCP6.89.居里温度P6.910.法拉第定律P6.1011.安培环路定律P6.1112.基本,附加,双重和加强绝缘P7.1213.电学磁学参数的关系P7.1314.磁力线的特点.P8.1415.CTI值P8.1516.屏蔽P8.1617.磁饱和P8.17二测量方法P81.生产线经常使用的仪器P8.12.HP4284A,4194A,4192AP8.23.HP428

2、4A归零P9.34.圈数比的测试原理P9.45.上述三种仪器的频率范围P9.56.层间绝缘测试原理P9.67.温升的测量方法P10.78.ARCINGP10.87AC、DC打咼压的区别P10.78.设定变压器的层间耐压值P11.89用仪器测试变压器的相位P11.910.热偶线法如何测试变压器温升P11.1011.测量变压器铁损应的仪器P11.1112.计算漆包线耐压P12.1213电感值因测量仪器产生的误差P12.1314.测量铁芯饱和值MsP12.14三.设计P131.沿面距离计算P13.12.Flyback和Forward变压器的能量存储P13.23.电感的最主要因素P13.34.送样资料

3、的内容P14.45.开关电源的典型框图P14.56.变压器的等效回路P14.67.印章的意义P14.78.变压器工作于饱和状态的影响P14.89.涡流损P14.910.变压器设计中铁芯的选择P14.1011.次级绕组多一圈时对别的次级输出电压有何影响P15.1112.变压器线包的设计P15.1213.变压器在受潮前后电阻变化P15.13PAGE314.AIRGAP对导磁率u和外加直流的影响P16.1415气隙对导磁率的影响P16.1516变压器铁心的饱和磁通与振荡频率关系的简单推导P16.1619共振式稳压器的工作原理P16.1921根据输出功率选择CORETYPEP17.2123减少圈数并不

4、一定会增加L值P18.2225.变压器在电子设备中的作用P19.2527.变压器的损耗P19.2720.高频变压器的设计应步骤P17.2022.XFMR设计P18.2224-DC电感器分为哪三类P19.2426.三种整流电路P19.1628.纸隔板包装的要点P20.2829.包装落地实验31.高频截止的原因33.邻近效应35.变压器磁芯作用TURNRATIO39.谐振41.变压器温升43.测试项目的测试目的45.定电气特性呎寸的范围材料1.线材的类别铁芯规格的tan8/ui铁芯代用的判断依据6.CORE的供货商8.绝缘材料10.接着剂12.铁氟龙套管铁芯(Ferrite)16.理论计算绕组温升

5、机种材料20.MFI漆包线:2UEWN.MW-2824.助焊剂的功能26.CORE的特性参数制造工艺1.2.实例计算4.制作LK上限品6.分开绕高压绕组的意义8.ACR10.如何抑制高频变压器的噪声如何解决安全距离P20.29P20.31P21.33P21.35P21.37P22.39P23.41P23.43P24.45P25.1P25.3P26.4P26.6P26.8P27.10P27.12P28.14P28.16P28.18P29.20P29.22P30.24P30.26P31.1P31.4P31.6P31.8P32.10P33.12P34.14六.安规&信赖性class130绝缘系统的变

6、压器用ThermocoupleResistancemethod的最高温升变压器的信赖性实验P35.23.电气机构名词解释：4.电子组件A,E,B,F,H,N,R,S级绝缘P36.45.ISO是甚幺14.变压器中的杂散电容30.波形扭曲失真原因P20.3032.变压器的极性P21.3234.选择变压器导线P21.34电感量与圈数的关系P21.3638.高频变压器设计注意事项P21.3840.理想变压器与实际变压器区别P22.4042.BOBBIN的作用及要求P23.4244.变压器最外面包一铜箔的作用P24.44P25TOC o 1-5 h z材料绝缘法规P25.2锡铅共晶点P26.35.粘着剂

7、P26.57.漆包线P26.79.软磁材料中磁性氧化物P27.9铜，锌，铁，镍含量对焊锡造的影响P27.11PVC线绝缘电阻P27.1315.胶布P28.15LutzWireP28.1719.变压器绝缘油P28.19助焊剂P29.2123.理想的软磁材料P29.23P303.降低XFMR温升采取的对策P31.35浸渍P31.57.噪声干扰的产生P31.79.高频XFMR噪声的产生P32.911.变压器的Q值P33.1113.漏电感P33.1315.铜箔在变压器中的作用P34.15P35P35.1P35.3P36.525.磁化曲线及磁滞回线P30.25TOC o 1-5 h z HYPERLIN

8、K l bookmark292 生技部份P36MARGINTAPEP36.12.绕线使用的机器P36.23.FIXCORE&BOBBIN之胶系P37.3 HYPERLINK l bookmark294 工程部份P37生产规格,ECR(ECN)的发行.P37材料同上6.代用料处理对策同上第二部分基本变压器原理(BASICTRANSFORMERTHEORY)P38一一.基本定律P38二.基本原理P38第三部份变压器的功用(PowerTransformerFunction)P38第四部份变压器基本种类(TRANSFORMERCONCEPTS)P39P39Flybacktransformerusing

9、magneticstorageForwardtransformerusingdirectcouplingP40第五部份变压器的设计(TRANSFORMERDESIGN)P4i一.基本公式P41二设计步骤P41 HYPERLINK l bookmark312 LINEARITYCOIL(线性线圈)应用P43如果要知道变压器基本工作原理请按此处-HBsathZgHmaxHre其中:Beat为饱和磁通密度Bres为剩余磁通密度Hmax为最大磁场强度He为矫顽磁力.uiae交流初导磁率.一.电磁学基础什幺是磁滞回路?请描绘出磁滞曲线并指出饱和磁通密度Beat，最大磁场强度Hmax，剩余磁通密度Bres

10、，矫顽磁力He和交流初导磁率uiac.答:磁性材料的形式特性磁化曲线,我们称之为磁滞回路.下图为典型的磁滞曲线:-B2.甚幺是集肤效应?答：分CORE和WIRE两方面来谈什幺是集肤效应.对CORE,在外磁场作用下,CORE的表面磁畴会感应相同的磁场以抵消外磁场,而使内部不受影响,此种现象称为铁氧体的集肤效应.对WIRE，当通过交流电流时，因电子都是负电荷相互排斥,而使电子均匀分布在WIRE的表面，形成表面电流,此种现象称为WIRE的集肤效应.何为导磁系数?磁性物质中按导磁系数可分为哪几种?答:在磁场内一点的磁通密度与该点的磁场强度之比,称为导磁系数,以u表示:Bu=HBu=tanz0H磁性物质

11、中按导磁系数之大小,可分成下列三类:.导磁系数较自由空间者略小的物质称为反磁性体.如:钢,铜,锡,锌,水.导磁系数较自由空间者略大的物质称为顺磁性体.如:铁,白金,空气.导磁系数大于自由空间的物质称为铁磁性体.如铁,镍,钴.4.何谓正确值,有效值和测试值?答:在进行实际的量测之前,必须彻底了解组件的正确,有效的测试方式,测试条件,以及这些数值对组件量测的重要性.返回目录变压器设计原理变压器设计原理返回目录 of43返回目录 of43正确值是指排除寄生现象的缺点后,电路组件（电阻器,电感器和的值,在许多情况下,正确值可由包括组件物理成分的数学关系式加以定义,在实际情况下,正确值仅供学术参考之用.

12、有效值必须考虑到组件寄生现象的影响,有效值是电路组件的实际和反应向量的代数总和,因此,它与频率有关.测试值是以测量仪器所获得并显示出来的值,它反映出仪器固有准确性.当测试值与正确值或有效值进行比较时,它通常会存在一些误差.同时,的量测而有本质上的改变,而其差异视考量的多寡而定,在一些已定义的之下,比较测试值和有效值接近的程度,可以判断量测的品质如何.有效值是我们想要了解的,并且量测的目标在于使测试值尽可能地与有效值相符.5.L,AL,GAP与ui各是甚幺?相互关系如何？答：L:一定测试条件下的电感值，单位为亨利（H）.AL:是基于频率为10kHz及AC通量密度为lOGAUSS（lmT）时,所量

13、测的电感额定值，单位为每平方圈数（N2）的毫微亨利（10-9亨利）注:35.0nH/N2=每100圈为350uH=每1000圈为35.0mH.GAP:即空气隙（介隙），是把E形磁芯的三对脚都分隔为同等距离的介隙处理方法,而不是只在中脚部份造成空隙,中脚空隙的距离须是介隙的两倍才能得到同样的电感值,但其它电气特性不同.（视截面积的大小确定）Ui:磁导率初值，是AC通量密度峰值为10GAUSS时的磁导率.每种材料所列的磁导率仅供参考，磁芯是按所列的al值制造的.L=AL*N2N为圈数LAL与GAP的关系如右图标.Al随GAP的增大而减少.对交流信号,何谓峰一峰值,正的最大值,负的最大值,有效值与平

14、均值,请以电压信号为例,结合图形表示之,并写出相应的英文名.V：厂、VmaxVp-p-Vmt峰一峰值:Vp-p表示正弦信号其波峰与波谷的幅值.正的最大值:+Vmax波峰对零点的幅值.负的最大值:-Vmax零点对波谷的幅值.有效值:Vrms该交流作用于纯电阻,其发热量相当于某一直流信号作用于该电阻的发热量,此直流信号的值即为该交流信号的有效值.平均值:Vavg单位时间内各点信号大小之代数总和/单位时间内之点数和.测得工作放大电路中几个晶体管三个电极是电位分别U1,U2,U3，判断它们是NPN型还是PNP型?是硅管还是锗管?确定e,b,c.U1=3.5VU2=2.8VU3=12VU1=3VU2=2

15、.8VU3=12VU1=6VU2=11.3VU3=12VU1=3.5VU2=11.8VU3=12V答:1).为NPN型硅管,U1为b极,U2为e极,U3为c极.为NPN型锗管,U1为b极,U2为e极,U3为c极.为PNP型硅管,U3为b极,U2为e极,U1为c极.为PNP型锗管,U3为b极,U2为e极,U1为c极.甚幺叫PFC?PFC有甚幺作用?答：PFC叫功率因子调整器，即POWERFACTORCONTROL对计算机等电器产品,由于大量使用电容,输出阻抗呈容性,造成电网电压相位超前于电流,功率因子降低，无功损耗大，浪费电能,故使用PFC以提高功率因子，节约电能.何谓居里温度?答：居里温度或称

16、居里点,是磁性材料所固有的一种参数.就是磁性材料从亚铁磁性材料变为顺性状态的临界温度.其物理本质就是当温度升高到居里点时,热骚动能大到足以破坏超交换作用,使离子磁矩处于混乱状态,饱和磁化强度等于零.也可说铁芯的温度达到居里温度,磁畴结构彻底被破坏,铁芯全部失去铁磁性质.何谓法拉第定律?答：法拉第定律就是电磁感应定律.在磁场中,当穿过任一闭合回路中的磁通量发生变化时,在回路中产生的感应电动势e等于磁通变化率，可表示为：e=式中，感应电动势e的正方向和磁通正方向应符合右手螺旋关系，而t负号代表为楞次定律安培环路定律是甚幺?答：在磁场中,不论导磁介质如何分布,磁场强度矢量H沿任一闭合回路的微积分等于

17、穿过该积分回路所限定面积的电流I的代数和.即：#HDL=Si如果电流的方向和积分回路的绕行方向符合右手螺旋关系,则上式电流为正,否则为负,H的分布与电流导磁介质的分布有关.什幺叫基本绝缘,附加绝缘,双重绝缘和加强绝缘?答:基本绝缘是指变压器的带电部份为防触电所提供的基本防护而加的绝缘.附加绝缘是指对基本绝缘所增加的独立绝缘,以便在基本绝缘一旦失效时仍能防触电.双重绝缘是指包括基本绝缘和附加绝缘的绝缘.加强绝缘是指变压器带电部份所加的单独绝缘系统,其防触电要求相当于双重绝缘.13.电学参数与磁学参数有着怎样的对应关系?(电学参数:JIEVQR)电学参数磁学参数1J电流密度A/m2B磁通密度Tes

18、lagauss2I电流A磁通密度Wb3E电场强度V/mU磁场强度OeAT/m4V电力强度VF磁力线强度A-Tuna5Q导电率Q-mP导磁率Tesla-m/A6R电阻QR磁阻14.磁力线的特点?答：1).在磁铁处，磁力线自N极上发出穿透介质空间，进入S极，在磁铁内磁力线自S极穿透磁铁内部进入N极,故磁力线是一种完全封闭的曲线.磁力线与磁力线会合之处，即为磁体的所在处.磁力线绝不相交.磁力线在任一点方向为该点的切线方向.磁场强度大的地方，磁力线越密.磁力线的进出方向与磁导体表面垂直.磁力线有向旁排斥邻近磁力线的特点.磁力线有沿其长度而缩短的趋势.15.甚幺是CTI值?其三类等级要求的电压分别为多少

19、?#1350，MY9Y#44#40分别属于哪一等级?答：CTI(COMPARATIVETRACKINGINDEX相对电痕指数,是以数值化定义的电痕的破坏效率，是评定电气绝缘材料的指数.其三类等级要求的电压为：CTII三600V400VWCTIIIV600V175VWCTIIIIaV400V100VWCTIIIIbV175V#1350CTIIIMY9YCTIII#44CTII#40CTII16.屏蔽有哪几种方式?答:有三种:1).电场屏蔽2).磁场屏蔽3).平面波屏蔽17.甚幺是磁饱和现象?如何防止?答：当磁场强度足够大时，磁化强度达到一个确定饱和值Ms(磁饱和程度)，继续加大时,Ms保持不变,

20、可选用Ms值大材料或材料加大GAP.二.测量方法1.生产线经常使用的仪器有哪些,主要测试的功能是甚幺?答：如下表：主要使用的测试仪器主要测试功能CH3200,CH6800HP4285AHP4284AL,LK,DCR,ACR,T.R,C,PHASE（木目位）等9031,905390529071HI-POT,LR,ARCING等8505层间绝缘CH301ACH1320提供偏流CH1062,CH104,CH1069,984L,LI,加偏流等示波器，信号发生器TR,PHASE等2HP4284A,4194A,4192A有何不同?答：HP4284A是精密LCR测试仪.20Hz-1MHz,具有8600个以上

21、的测试频率.0.05%的基本精度,6位数字分辨率.测试信号电平(选件001):5Mv20Vrms(有效值),50uA200mA(有效值).10个存入组件的分选比较器.75Hz-30MHz，以100Hz步进.0.1%的基本精度.高速测量:30ms/次.有列表扫描测量功能HP4192A是低频率阻抗分析.5Hz-1.3MHz频率范围.增益相位测量:幅度,相位,群延时.浮点,或接地器件.阻值测量:IZI,IYI,Q,R,X,GB,L,C,D,a,A,A%HP4194A是阻抗/增量相位分析仪.宽的阻抗测量：100Hz-400MHz,10mQ10MQ.增量相位测量:10Hz-100MHz,-107dBm+

22、15dBm,0.1Db分辩率.灵活的测量,计算和分析功能,彩色图形显示.完全可编程(自动顺序编程ASP)请问HP4284A测试上时的两种归零方案及特点？答:1).针对测试频点归零快.针对全频段点归零耗时圈数比的测试原理：2+V-0T2NblETNG-4+-V-V1V212NN次级侧电压与初级侧电压的比值等于圈数的比值.请问HP4284A,HP4194A,HP4192A的频率范围？HP4194A100Hz-40MHz阻抗测试10Hz-100MHz增益测试HP4192A5Hz-13MHzHP4284A20Hz-1MHz层间绝缘测试原理及其作用？答:层间绝缘测试也叫脉冲电压线圈测试,利用线圈对脉冲电

23、压,电流的感抗特性对线圈进行非破坏性的的检查试验,基本原理是在一个定义为基准线圈地测试端加一脉冲电压,得到线圈中通过的自激振荡波形,把此波形存入仪器中,再把测试时所加脉冲电压加到待测线圈上,所得的自激振荡波形与基准线圈所产生的波形相比较,就可得出待测线圈品质良否的判断.由于此自激振波形直接与线圈H值与Q值又和线圈之圈数，制造工艺,介质材料(铁芯或磁芯)又有着不可分隔的牵连,基于测试所加电压为高压,当线圈有短路或绝缘不良引起层间放电时很容易由图反映出来,故层间绝缘测试能较准确反应线圈的各类基本参数.波形如图所示.变压器设计原理变压器设计原理 of43返回目录 of43温升的测量方法有哪些?答:1

24、).点温度计法:用半导体点温度计测铁芯,线包的温度大致估计温升情况.2).热电偶法:将热电偶预埋在线包中.这种方法可多点,同时测量线包内部温度,但需要一套热偶测温装置才行.电阻法:通过对绕组电阻的测量,计算出变压器的温升.基本原理是:铜导线电阻与温度成正比关系,计算的公式如下:R2t=(234.5+tl)-(234.5+t2)其中234.5为铜线的温度系数R1此法简单易行,且能满足精度要求,多采用这种方法测量温升.8.何谓ARCING?简述ARCING测试原理？答:ARCING在英文原意为”飞弧,打火,跳火花”的意思,在变压器测试中,当高压瞬间输出时，在待测变压器两端(初次级间)产生的火花或电

25、弧即为ARCING.当用金华9053测试变压器ARCING时，其原理图如下：高压输出在DUT两端产生一高频电流，在CURRENTSENSE上读取信号，一部通过高低通示波器产生一个大于2KHZ小于100KHZ的信号，与机器的设定之ARCING电流进行比较，另一部份通过整流,A/D转换读取实测值.7.用AC或DC打耐压时有何区别？答:1).用AC测变压器耐压时，因AC具有大小方向周期性变化的特点，故不能对杂散电容充饱电，故不知变压器真正漏电流大小.2).用DC可对杂散电容充饱电，故其漏电流即为真实值.返回目录3）.用DC打耐压会对材料进行充电,故需特待测物放电后才可做下一步测试,较浪费时间.4）.

26、对同一数值之AC与DC,因AC具有V2倍最大值的特点，故AC更易伤人.如何比较准确的设定变压器的层间耐压值?答：1）.首先被测物须符合测试条件，电感量需80uH以上,电感太低可串联一个电感.2）.选择1020PCS其它特性次OK的被测物，从最小电压开始测试,OK以后再往上迭加测试电压,直加到画面波形出现电晕以后,此时的电压为临界电压.1020PCS测过以后,取之多数相同的临界电压,再乘以0.9或0.8（系数）使可得出此变压器的层间耐压值.用何仪器可测试变压器的相位?答：1）.用CH310（或3245）可以直接变压器之相位，其接法是：Ns-Np-Np+Ns+fPRICJULUWJLnmnnrnn

27、SEC以上读数如果是正的即代表同相,如果是负数即代表为反相.2）.用信号发生器+示波器（二信道）也可以测出变压器之相位.其接法是：PRIrrmwnSEC在变压器的主绕组的起始端夹上信号发生器（20KHz,1V）和示波器第一信道的正端，在被测绕组的起始端接上示波器第二信道的正端，如波形在同一边，则同相位,如波形不同边,则反相位.（如上右图）3）用测电感法（一般可以测电感之仪器），就是把变压器主绕组和被测绕组的起始端和结束端短路，如电感比主绕组电感大，则同相，反之则反相（主绕组圈数须大于被测绕组）用热偶线法如何测试变压器温升?答：1）.取一热偶线在绕线时固定在待测线包中底层.（通常置于底层）2）.

28、将待测线包做成成品，标为待测物.3）.将热偶线接在温度记录仪INPUT.4）.按要求将待测物接上负载，并供给电源.5）.当待测物达到热平衡时，关闭电源并取下记录纸，读出温升曲线.测量变压器空载损耗（铁损）应采用甚幺仪器，常用的这种仪器有何型号?答：应米用瓦特表，常用瓦特表有D26-W（屮=1）和D34-W（屮=0.2）两种.漆包线耐压如何计算?答：漆包线耐压的数值主要按绝缘漆的厚度而定,（如下方程序）但也受到铜线之直径,线圈的温度及不同种类之绝缘漆的影响.Ds=t*Vu其中Ds耐压值t绝缘厚度（um）Vu每微米绝缘漆耐压电感值为甚幺会因测量仪器的不同而不同?答：对于小型变压器来说,电感值通常都

29、很小,因而导线之间的离散电容及线路归零对测量来说变成一个重要因素,用各种不同仪器所测电感值不同,其原因除了仪器本身误差以外还有以下几方面原因.1）.测试信号电流,铁芯式电感器与测试电流有关,如图所示,不同仪器测试信号电流有异，故L值有所不同.（如图）L0mA2）.一般阻抗测试仪会输出一种电压驱动的测试信号，不同仪器采取的测试电路有所不同，输出信号度有差别，故L值有所不同.3）人为的测量手法与方式不同，影响测试的重复性与再现性（见QS9000的仪器重复性与再现的分析）4）.Q值测量的精度，一般来说，阻抗测量仪器的Q值测量精度都不太高，尤其在测量Q值较高时,下图为HP4149与HP4284A测量Q

30、值时的比较.差誤的值Q010100100（Q值）由图可，见在相同Q值测量时,4284A的准确度要比4194高？14.如何测量铁芯饱和值Ms（只求标准线圈，固定频率下电压值）?答:铁芯的饱和与频率有关,频率越高,越容易饱和,实际上在饱和的临限点上,电压频率比值都是一样的.所以,可将信号发生器定在低频率位置,一边调整初级电压,一边测试次级波形,直到发生饱和,即次级饱和点电压往下急降,波形失真.返回目录变压器设计原理变压器设计原理返回目录l3of43返回目录l3of43三.设计1.请计算A,B两点的沿面距离:如图.（安规的要求）安规上有明确规定若CDvlmm,则以1mm计算.对于LinearityC

31、oil,其特性曲线如下图所示，试问影响A,B,C各点电感的最主要因素分别是甚幺？|Creepage（A,B）=5+4+l+4+5=l9（mm）Creepage（A,B）=5+l+5=ll（mm）2.对于Flyback（驰返式）和Forward变压器来说，当初级开关OFF时，传输的能量分别存储于甚幺地方?答：Flyback式变压器存储在GAP中.Forward式变压器存储在次级电路的CHOKE中.蓝皮书印有客户,品名，版本，送样日期,（返却印章）,本厂及客户的P/N环保书需有工厂负责人签名（有要求ISO14000的工厂）图面外观尺寸图，绕线结构图，（标准品剖面图）特性表L,LK,DCR,T.R,

32、HI-POT,LR,INDUCEDVOLT,ACR等或客户要求项目信赖性表样品的赖性实验项目及要求材料表BOM样品使用的各类材料汇总（除包装）印章图产地，周期，字体大小及耐温等级说明（附于外观尺寸图上）包装图CARTON的外观尺寸，材料数目及重量测试数据表依特性表测试，并按图面中外观尺寸来量尺寸QC工程图品管或工程部提供的控制生产作业流程UL卡显示所使用材料的绝缘等级其化图表1Z|-0的曲线图,TCH/RCH（e）-f曲线图CPK的分析丄答：A是圈数,B是磁芯磁力;C是铁芯中径.如何做送样资料，一份完整的送样资料包括哪些内容?如下：变压器设计原理变压器设计原理 of43 of435.请画出开关

33、电源的典型框图:6.变压器的等效回路:7.印章答:31381787286154A-7062MP-130BDCGM9801B代表哪些意思?313817872861:客户的P/N.54:客户代码A:桃园送样7:97年送样062:送样编号.DCGM:制造产地9801:生产周期B:送样版本MP-130B:温度等级在许多变压器中,常为了避免铁芯饱和,试问何为铁芯之饱和,变压器长时间工作于饱和状态有何影响?答:铁芯饱和，在一定截面积之下，交流(AC)电流产生磁力线,电流变化不断增加,磁力线越密,当磁力线密到一定程度时，不再随磁场强度增加而增加，此为铁芯饱和现象，磁通不再变化，由电感定义，电感阻抗为0,几乎

34、变成为一根导线.此时如果要增加磁力线，唯一的途径是加大铁芯截面积，变压器长期工作在饱和状态时,会可能引起过电流及过热，进而将烧毁变压器.解释变压器中涡流损的定义?答:涡流损是因为铁芯中交变磁通不仅在线圈里感应出电压，在铁芯中也会感应出电压,铁芯由于也是导体,在感应电压下形成电流,称为涡流,涡流遇铁芯阻力，就会形成电路中功率损失.在变压器设计中选择铁芯应该注意哪些因素?答:1).饱和磁通密度高.Bs大，由Q=B*A,要得到一定的磁通，Bs大可使铁芯体积小，使变压器更小型化.(表中A为截面积)返回目录变压器设计原理变压器设计原理变压器设计原理返回目录 of43返回目录 of43返回目录.导磁系数大

35、,u越大，铁芯束缚磁力线能力强,相对来说漏磁通会小一些.铁损小,铁损如果大会有温升,对变压器的工作特性会有影响.此为一开关电源稳定器框图(如下图),试分析,当次级绕组多一圈时,对别的次级输出电压有何影响,定性分析之.答:从中采样放大光耦合到波宽控制电路为一负反馈电路,开关管导通的波形变宽,输出电压变高,反之则降低,稳压电路原理为:当某种原因使得输出电压升高,在输出端经电压采样放大后,会使光耦合器中的二极管电流发生变化,光耦合器就把输出端电压变化信息反馈回脉宽控制电路,使开关管工作波形由宽变窄，这样把输出端电压降低，完成稳压目的,当绕组H多一圈，由变压器原理可知,会使绕组H输出端电压升高,经负反

36、馈电路过程,使输出端绕组H端电压偏低了.-0353cRXTUH变压器线包的设计有哪些要求?答:1).绝缘材料选取应符合选定的耐热等级.有高压时,绕组间可用环氧树脂绝缘或实行真空浇法.并采用介电系数小的材料.不会产生电晕(局部放电).工艺上防尖刺,有利于提高晕电压.变压器在受潮前后电阻的变化.高温绝缘电阻（又称热态电阻）是变压器在热平衡状态下的绝缘阻抗,受潮线包在通电受热过程中,电阻会上升,但却要经过一个最小的变化,这个电阻过小有击穿的危险.14.AIRGAP对导磁率u和外加直流有甚幺影响？Airgap对导磁率的影响是:Airgap越大,导磁率越低,而对外加直流的影响正相反，gap越大,外加直流

37、的范围越大，因为gap小时导磁率u大，电流大时易饱和，可gap大时,导磁率u小,需要的饱和外加电流大即不易饱和，它们的关系可用下图表示:15.气隙对导磁率的影响是甚幺？答:变压器在的情况下，必须加入气隙，以储存能量，加入气隙对导磁率及其它方面有如下改变（如下图所示）.1）.u下降，Hc不变.2）.Br下降，动作范围3）.可储存能量另外由于Airgap会降低导磁率，同时也降低Br,因此可以增加动作范围AB16.变压器铁心的饱和磁通与振荡频率关系的简单推导.答:在变压器的设计中，需考虑到铁芯的磁通饱和.下面作一个简单数学推导.假设在铁芯上绕有N匝线圈，为了简化推导,加上如图方波电压,磁通量为,则:

38、dV=NDot两边各以半周期积分，并令=B,则：B为磁通密度,A为铁芯之横截面积,磁通密度与电压V的积分值成比例.在0T/2的半周期间，电压V之值为19.回答共振式稳压器的工作原理.答：右图所示为标准磁化曲线，传统的变压器是设计在线性部份，一次侧电压变动二次侧电压也随之变动,变动部份即为圈数比，若输入为正弦,则输出也为正弦.而共振式稳压器输入是正弦波,而输出是方波,要作到这一点，变压器须设计在非线性曲线下动作,但传统式变压器是无法在饱和区应用的.ft02Si線性區飽和區71I11213I4磁化電流(I)共振式变压器是利用旁路(shunt)磁路和连接在外一个电容，来达到非线性的操作,当二次侧在磁

39、化曲线饱和区动作时,允许一次侧的动作点,超过线性部份,如图(1),当一次侧输入电压变动时,引起电流变化，从I1到I2,而产生比例变化的Q1到2,但因为有旁路磁路和电容的关系,使得二次侧的电流从I3到I4，而致使磁通从3到4,因为二次侧的动作点在磁化曲线的饱和区，所以其二次侧电压的变化比例,比一次侧小.图2为共振变压器的示意图，由于存在适当的旁路磁路，可以让一次侧与二次侧相互有一些磁通不交连，又因为存在一个合适的电容,当一次侧磁通，感应成为二次侧电压，使电容的电流流进二次,侧而此电流发生在铁芯的右足即二次侧部份，且与一次侧磁通同相，所以二次侧磁通增加，使得右足部份进入饱和区动作，而此时一次侧动作

40、在线性部份，这样便形成了前面所述的动作形式.20.对初学者，高频变压器的设计应分哪几步?答：1).求XFME之输出功率Po.Po=(Vo+Vf)IoVo:客户要求之输出电压.Vf:输出电路中滤波,整流电路电压Io:客户要求之输出电流.决定CORE之形状，大小.根据XFME之温升要求，可由CORE厂家提供的材质表进行选择.求初级匝数，由CORE之Bmax选定.4).求次级匝数.NSV0+VfTon由公式=DmaxDmax=NPVHTon+Toff变压器设计原理变压器设计原理变压器设计原理 of43 of43返回目录l8of43上式中VH为输入电压最大值5）.初,次级线圈与每匝相当之断面积Sp,S

41、s.21.如何根据客户要求之输出功率选择CORETYPE?答：由WoPo=T知对于给定(l/2)LI2=(l/2)LI2f(l)TXFMR,f为不变的量其中Ton+Toff为定值（与f对应）则要达到一定的积,1必为定值.答：由下表可知（ATlOOKHz）以PHILIPS3C80材质为例:POWERRANGE(W)CORETYPE500E65;EC70;U93;U10022.在XFMR设计中，为甚幺要满足一定的L值?又由Po=Io*Vo=P1=V1*I*D因为D与f对应所以由式知L为一定的值才能满足Po所以L值是满足Po的必要条件.为甚幺实际上并不全是这样呢?由L=AlN2知，不要GAP（即增大

42、Al）,减少圈数,同样可以达到一定的L值,答：由LI*lO9PPBmax=Ae*NP其中：Bmax最大磁通饱和密度L电感值IPP输入电流峰值AeCORE有效截面积NP初级绕组圈数式中，由前面第3题知丄,Ipp由PO决定,当选定CORE后,Ae也是一定的.：NP的大小是由Bmax决定的，当NP太小时，所计算之Bmax太大，和实际使用CORE之Bmax不合,导致所使用的CORE进入饱和工作区,这是不允许的,所以NP应视CORE的Bmax来定.DC电感器通常分为哪三类？答：1).专门设计用于由零至全负载时保持比较稳定的电感.专门设计在最低负载状态下(摆动)具有较大电感值.需要一个最小的电感值.变压器

43、在电子设备中的作用？答：1).提供各种电位,确保系统正常工作.提供系统中以不同电位间,操作部份的电气隔离.对交流电流提供高阻抗,对直流则提供低阻抗.在不同电位下,维持或修饰波形与频率响应.用来改变电阻,阻抗,达到最佳功率匹配(当电源内阻与负载电阻相等时,负载能从电源获得最大功率.)对同一变压器，若输出分别采用三种整流电路，问输出到负载上的电压分别是多少？二2hEVE(a)(b)(c)OV0V2Rll2V2MOV答：a.为半波整流VO=0.45V2为桥式全波整流VO=0.9V2为变压器带中心抽头的整流电路VO=0.9V227.变压器的损耗是甚幺？答：变压器的作用就是将初级线圈的电力以感应的方式传

44、送到次级线圈,但在传送过程中,免不了一些损失,这就叫损耗,它有：铜损即初,次级的线包绕组铜线的内阻，所消耗掉的能量.磁漏损初级的磁力线无法完全地为次级所切割,一定有小部外泄掉了，这一部份外泄掉的部份所导致的耗损,叫做磁漏损.铁损可分为磁滞损和涡流损.当初级线圈的交流电所建立的磁场，于每次方向反转后,都必须有一部份的力量来抵消前一次残余的磁通,这种磁场强度的返回目录损失，当然也会反应到次级线圈的电流上,这就叫磁滞损，涡流损就是材料因涡流的出现而吸收的功率(一整块铁芯通以电流I,铁芯就有交变磁场，在铁芯内部会产感应电势E,该电势就会在导体中产生涡流.P=l2/RR为铁芯电阻)饱和损当初级线圈之电流

45、增大时,铁芯内之磁力线也随之增多，但如果达到饱和时,则无论初级电流如何增加,也无法再传送到次级去,这就叫饱和损.请简述设计以纸隔板包装时的要点:答：1).纸隔板要放置成品的空间L,W,H要比实际量测的成品呎寸多出23mm.纸隔板的高度最小在16mm，若有低于此数值的成品，请选用其它包装.灰纸板选择周围有三条边作保护作用的，且其E,F尺寸介于57mm之间为佳.垫片一般使用EPE不防静电的，且厚度在10mm以上的垫片为佳.整箱重量不超过15kg.为保证运输途中的稳定性及安全性,尽量选用卧式箱(即底面积大于侧面积的纸箱).请简述包装落地实验如何进行?答：落地高度依据下表：咼度(cm)._重量(kg)

46、25kg以下902650655175507610045落地顺序为:任取一角,垂直落下此角一由此角引伸之最小的棱线一由此角引伸之次长的棱线一由此角引伸之最长的棱线一最小的面一相对的最小面一次小面一相对的次小面一最大面一相对的最大面.如何改善波形扭曲失真?失真原因?答：1).采用更大的变压器，以获得更大xlp或铁芯.降低初级线圈之电压.限制低频率之影响.失真原因:低频时铁芯的饱和不但可减低输出,而且使波形扭曲.变压器在高频时受到哪些限制?造成高频截止的原因?答：变压器在高频时受到三个限制:a.漏泄电抗,b.铁芯损耗c.串联谐振.其原因是:.当漏泄抗值提高时,可导致高频截止.频率越高,磁滞损耗也越高

47、,这样也会导致高频截止.串联谐振,是初级中最初的线圈绕线与离散电容的串联谐振,是导致高频截止的返回目录原因.甚幺叫变压器的极性,如变压器极性反向会有何后果?答:极性指各绕组在同时间相位的关系,在线路中所标示极性的黑点,即表示同一时间处之相位相同,一般将黑点处当作绕线的开始,同时各组的绕线方向应相同,变压器极性反向将造成输出动作不正常,进而可能使组件烧毁.33.何谓邻近效应?答:邻近效应是由附近导体或绕组电流产生的交变磁场所引起,其影响比集肤效应大,它会改变电流大小,并且若邻近绕组层数越多时,影响越大.34.怎样选择变压器导线答：常用的导线有四种:单芯线，多股线及绞线,LITZ线,铜箔片.单芯线

48、通常使用在电流小的场合,因高频下受集肤效应的影响,粗的导线并不适用于大电流,其在铜损上的估算非常简单,大电流的情况下,不是用铜箔就是并多股线来使用,然而铜箔片因存在引线问题,生产较麻烦,所以除非电流非常大,一般并不太常用,多股线在使用上又有绞线与不绞线两种,由于绞线具有降低涡电流的损失的优点,故应用较普通.LITZ线较广泛使用在数百KHZ的场合，但是由于线间邻近效应的影响,限制其使用的最高频率,当电流非常大,且频率又高的情况下,铜箔片成为唯一的选择.变压器磁芯作用?答:磁芯作用是将初级绕组所产生的磁通绝大部份限定在磁场中,以便与次级绕组完全耦合.电感量与甚幺有关,公式如何?答：电感与圈数成正比

49、，与磁导系数(u)成正比，与磁路截面积成正比,与磁路长度成反比.公式为:L=N2*u*A/LA:为磁路截面积L:为磁路长度何谓TURNRATIO?与那些有联系？答:所谓的TURNRATIO是初级线圈与次级线圈的比值,即圈数比,从理论上说,TURNRATIO是输入与输出的比值，有Nl/N2=Vin/Wut=Iout/Iin，从上式可以看出只要变压器的输入与输出关系一定,那幺圈数比即可以定出且与变压器的制程没有任何关系，自然与绕线方向没关系，但实际生产中却不完全如此.真正对圈数比较有关系的原因有：a.GAP的大小及所置位置.b.绕组的疏,密绕.高频变压器设计时应注意些甚幺?我们生产的变压器一般都用

50、在高频率电路里，因而在设计时应注意些甚幺问题呢?答:1).初，次级间的变压比值要一定，输入只要有值时输出应都有相应的比值.工作时，铁芯不能饱和.在正常工作时，温升应在一定范围内.初级与次级之间的漏电感要小.在这里重点讲一下铁芯饱和问题，铁芯是影响变压器电感的主要因素，电感的返回目录高低变化随频率的变化而变化,如下图所示.值时电感同时达到最大值,此时铁芯处于完全饱和状态,此时变压器的阻抗呈感性,如此时频率再增大时,线圈的容性会增大且使磁路的阻抗呈容性,电感会随之下降,一般变压器设计时,应该考虑到频率与电感之间的关系,我们尽量去选择电感随频率升高变化不大的磁性材料做铁芯,且铁芯饱和点的频率要尽量的

51、高,这样可以避免变器在高频工作时,产生不利影响.谐振是甚幺?变器常用哪种谐振?对于串联谐振的条件是甚幺?答:谐振在电路中的主要形式有两种,分别为串联谐振和并联谐振,串联电路中的感抗与容抗是直接相减的,有相互补偿的作用,感抗与容抗不相等时,阻抗不为零,电路或呈容性或呈感性，即电流超前电压或落后电压，但如果电路满足3=1/LC时，恰好感抗与容抗相等,则电路中电抗为零,此时电路中的电流与电压出现同相位的情况，这种情况称为”谐振”.在变压器中由于容性很小，主要呈感性，因而30一定量，电感值应严格控制在某一范围内，然后可保证变压器谐振，振荡回路特点明显提高Q值，变压器一般采用串联谐振，串联谐振的条件是3

52、0=1/LC.理想变压器与实际变压器有何不同?答:我们知道，变压器是一种以互感现象为基础的电磁装置，其原理性结构模型为连接交流电源的初级绕组与接负载的一个或多个次级绕组绕在同一个铁芯上所构成.理想变压器的条件是:通过每个绕组的磁通量每圈都相同,即没有漏磁.每个绕组铜线电阻等于零，即忽略绕组中铜线的焦耳损耗.没有铁芯产生的损耗，即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗.初级绕组认为是一个无限大自感系数的电感线圈，即交流阻抗无限大，故空载电流可以忽略.理想变压器的变压，变流和变阻抗公式分别为:V1N1I1N2Z1N1=()2V2N2I2N1Z2N2而实际上，绕组的铜线有电阻，该电阻上的压降会产生热量而导致

53、焦耳损耗，铁返回目录芯也会产生磁滞损耗,涡流损耗等以发热形式表现出来,变压器的初次级绕组间有漏磁（即杂散磁场）以及由此引起的漏电感;在线与线之间,层间或绕组间有分布电容.因此,在电源变压器的实际设计中,应综合考虑上述因素对变压器温升及电磁参数的影响.变压器温升的产生,测量及其影响因素?答:变压器中使用的铜线因存在电阻会发热,铁芯的能量损耗也会使铁芯发热,如果变压器的温升超过其允许温,升将会影响变压器的电气特性,若长时间在高温下工作,将会使胶布等绝缘材料老化,绝缘性能变坏和抗电性能下降,最终击穿或烧坏.变压器以辐射,对流,传导三种方式向周围散发热量.散发热量的能力与以下因素有关:铁芯的形状,线包

54、内部及铁芯和线包间的空隙大小,变压器功率的大小;气压的高低;周围环境等.对于小功率变压器,其热源主要由铜线发热提供,因此,可用在绕组间埋入热偶线的方法,测量最热点温升,松下及其它日系客户已要求生产商按此方法测量温升及其影响.42.BOBBIN在变压器中有何作用及要求?答:BOBBIN的中文含义是绕线架,骨架的意思,其功能是支撑各个绕组并将绕组与铁芯组合在一起,因此须承担各绕组与铁芯之间的绝缘任务.根据其所起的,作用对其有以下要求:有足够的机械强度,以保证在运输过程中及生产各制程中不易破裂.棱角要小,以减少对漆包线的损伤,以免造成耐压不良及其它电气特性不良.在一些要求比较高的场合还应能阻燃,减少

55、”击穿”起火”,触电”等现象.耐压要高,初级绕组与铁芯间的耐压不能低于2KV.满足变压器设计时选用的耐温等级.在满足抗电强度及机械强度的前提下,厚度要小,以增加导线占空系数.BOBBIN的结构及其所选用材料的性能对变压器的绝缘起着重要作用,它所处的地位将促使该产业迅速发展.一般规格上所列测试项目的测试目的?测量直流电阻的测试点为全部绕组,测试的目的为确保使用正确的线径,圈数,端点和适当的组装制具测量磁化电感的测试点为一次侧绕组,测试的目的为确保一次侧圈数正确,铁芯特性和铁芯组合的校正.测量等效阻抗的测试点为一次侧绕组,测试目的确认被短路之圈数.测量品质因子的目的是确定适合储能与损失比.测量圈数

56、比与极性的目的是确认正确的圈数与相位返回目录变压器设计原理变压器设计原理返回目录 of43 of43测量漏电感的目的是确认正确耦合程度.测量漏电流的目的是确认漏电流是否符合规格.测量杂散电容的目的是确认绕组定位和绕组间的绝缘厚度.测量绝缘阻抗的目的是确认绝缘程度.测量功率损失的是确定无载下激磁所需的输入功率.测量耐压的目的是确认铁芯与一次介和二次侧间及一,二次侧绕组间的高压绝缘.测量频宽的目的是确认信号响应.为甚幺开关变压器的最外面包一铜箔(例:彩电,计算器,电子仪器等),其作用是甚幺?答:主要作为屏蔽.作用因变压器工作时有脉冲波向外发射,会干扰附近的组件,有此铜箔以后,当脉冲波从线包向外泄漏

57、时,遇此铜箔,在铜箔产生涡流,此涡流产生一个与脉冲方向相反的磁场,以抵消向外泄漏抑制了开关变压器对外的干扰.在制做承认书时，客户SPEC中未要求之电器特性及外观呎寸我们如何定范围?答:1).各厂商脚长规格:一般厂商:PHILIPS:两排脚距4.00.54.00.5相邻脚距0.30.30.20.2.呎寸:外观最大值加2mm(必须为整数)例:实际测量为49.2mmf49.2mm+2mm=51.2mmf无条件进入=52.0mmMAX.电感(有GAPORMYLAR)PHILIPS&ADI7%一般厂商:GAP为0.2mm以上=土10%以下=15%NOGAP:圈数*圈数*AL值*0.6为MIN值.测试条件

58、(依客户的需求及使用的范围制定)电感:PHILIPS40KHz,1V一般厂商40KHz,1VADI1KHz,1VDIGITAL15KHz,1V圈数比:20KHz,1V5)DCR(MAX)取整数:3TS以下*1.535TS*1.35TS以上*1.156）.漏电感（MAX）取整数：5uH以下*1.55uH以下*1.37）圈数比（须有小数点）：3TS以下10%35TS7%5TS以上5%四.材料使用线材有哪些如何分类?答：使用WIRE按商业划分一般有三种分类标准：JIS（日本工业标准JAPANINDUSTRIALSTANDARD）IEC（国际电工协会INTERNATIONALELECTRONICCO-

59、OP）NEMA（美国电气制造协会NATIONALELECTRICALMANUFACTUREASSOCIATION）按漆膜厚度分:0,1,2,3（JIS）SINGLE.HEAVY（NEMA）材料绝缘法规有哪些,有几个材料等级?TOC o 1-5 h z答:1).材料的绝缘法规有:IEC60950UL1950CSA950EN60950VDE0303PARTI2）.MATERIALGROUPI:CTI600VMATERIALGROUPII:600VCTI三400VMATERIALGROUPIIIa:400VCTI2175VMATERIALGROUPIIIb:175VCTI三100V在铁芯规格中常规定

60、tan8/ui,请问该参数表示是甚幺?请分析说明.答：该参数表示铁芯的相对损失因子,英文名RELATIVELOSSFACTOR在变压器中Z=R+jLtan8表示耗能与贮能之比，即：R1Tan8=一roLQ用图形表示之则为：”RroL按其损失途径,tan8包含三个部份:tanShtanSftanSr.tanSh表示磁滞损耗，tanSf表示涡流损耗，tanSr表示剩余损耗.返回目录3.何谓锡铅共晶点?答:对锡铅合金,在比例为63/37时,可得到最低熔点,该点即称为锡铅合金之共晶点，该状态下,其最低熔化温度约为183184C.在签铁芯代用单时,我们的判断依据主要有哪些?答：a.选用的代用料在承认书中