开关电源变压器绕组线圈

1、开关电源变压器绕组线圈第1页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三2气隙磁芯线圈磁场xH0llavlg因为忽略磁芯磁压降xa气隙磁场强度第2页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三3高频电流流过单导线时集肤效应高频电流流过导体，电流产生的高频交变磁通在导体内产生高频涡流，使得导体内从中心到外表电流分布不均，表面电流密度大，中心电流密度小集肤效应。集肤深度：J0.3681.00020度和100度铜导线分别为第3页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三4集肤效应的结果减少了导体有效截面积，导线电阻增大，增加了交流损耗。以圆导线为例，交流电阻增加的倍数：低频

2、时，FR近似等于1,导线损耗为 I电流有效值；高频时导线损耗： Idc电流平均值，即直流分量； 交流分量电流有效值；Rac=RdcFR第4页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三5变压器的漏感概念abclHxH1磁场存储能量磁场也可以表示为或x第5页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三6减少漏感的措施较少的匝数N，宽窗口l，较小窗口高度。分段线圈，三明治安排。但有限制。(a) (b) (c) (d) 普通磁芯(e) (f) (g) 平面磁芯第6页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三7相邻高频线圈中的涡流临近效应相反方向电流相同方向电流IAIAIBI

3、BBABA电流趋向内表面电流趋向外表面第7页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三8多层线圈的临近效应HxH1+电流趋向内表面第一层在内表面流通，第二层导线中间没有电流，也没有磁场，因此在第二层外表面必须与第一层内表面相同电流的涡流，因此第二层内表面两倍外表面电流。如果有第三层，第8页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三9根据集肤深度第一层交流电阻为Rac1=FR1 Rdc 交流损耗第二层交流电阻：FR2=5第二层交流损耗多层中损耗与电流平方成正比，相当于电阻增加。第n层为n层线圈总交流电阻增加的倍数第9页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三10h

4、=0.86d直径d的圆导线铜带带厚D层数pDowell曲线第10页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三11减少交流电阻方法减少层数：采用分段交错绕。与减少漏感是一致的。采用多股绞线利兹线。但是多股绞线的单股直径仅小于2 是远远不够的。当采用利兹线或铜带时，一般应当做到FR接近1.6就可以了。Dowell曲线是正弦波电流结果，开关电源中非正弦高频电流引起的损耗更大。工程上只是近似计算，最终由温升决定。第11页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三12线圈设计举例：初级电流中值Ia20A，占空度为D0.5，工作频率为90kHz，共10匝。磁芯窗口宽度l=24mm.选择

5、导线尺寸。 TonTIa 直流分量 Idc=DIa=10A 总有效值 I 交流分量选择电流密度j=4A/mm2，需要的导线截面积 根据导线截面积，导线有多种选择：单股圆导线，2多股线，利兹线和铜带，希望最小的铜损耗。第12页，共19页，2022年，5月20日，9点9分，星期三13采用单股圆导线，裸线直径d=1.8mm,带漆直径d=1.92mm,90kHz集肤深度0.254mm。Q5.7、单层，由Dowell曲线查得FR5.7,即交流电阻比直流电阻大5.7倍。前面计算直流分量与交流分量相等，交流电阻比直流大5.7倍，交流损耗太大，不能接受，试试采用d180 温升： T=Tmax-Ta 温升测量：电阻法 热电偶法热阻： Rth T/P 这里PPcPw或第1