低频变压器

 

目 录

1简介

2计算方法

2.1 第一种计算方法

2.2 第二种计算方法

2.3 第三种计算方法

3常见问题

3.1 DCR的问题

3.2 激磁电流问题

3.3 损失太高

3.4 电压调整率太大

3.5 温升

3.6 含浸

1简介

 

低频变压器用来传播信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。它分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器，外形均于电源变压器相似。

1．极间耦合变压器 级间耦合变压器用在两级音频放大电路之间，作为耦合元件，将前级放大电路的输出信号传送至后一级，并作适当的阻抗变换。

2．输入变压器 在早期的半导体收音机中，音频推动级和功率放大级之间使用的变压器为输入变压器，起信号耦合、传输作用，也称为推动变压器。

输入变压器有单端输入式和推挽输入式。若推动电路为单端电路，则输入变压器也为单端输入式变压器；若推动电路为推挽电路，则输入变压器也为推挽输入式变压器。

3．输出变压器 输出变压器接功率放大器的输出电路与扬声器之间，主要起信号传输和阻抗匹配的作用。

输出变压器也分为单端输出变压器和推挽输出变压器两种。

2计算方法

 

舌口32MM，厚34MM，E宽96MM，问功率，初级220，多少匝，线粗多少，次级51V 双组的，******功率使用要多粗的线，告口是指，EI型变压器铁芯截面积是指E片中间那一横(插入Satons变压器骨架中间方口里的)的宽度即铁芯舌宽与插入变压器骨架方口里所有E片的总厚度即叠厚的乘积最简单的就是指变压器骨架中间方口的面积，变压器铁芯截面积是指线圈所套着的部分：舌宽×叠厚=截面积，单位：C㎡

第一种计算方法

 

(1)变压器矽钢片截面：3.2CM*3.4CM*0.9=9.792CM^2

(2)根据矽钢片截面计算变压器功率：P=S/K^2=(9.79/1.25)^2=61.34瓦(取60瓦)

(3)根据截面计算线圈每伏几匝：W=4.5*10^5/BmS=4.5*10^5/(10000*9.79)=4.6匝/伏

(4)初级线圈匝数：220*4.6=1012匝

(5)初级线圈电流：60W/220V=0.273A

(6)初级线圈线径：d=0.715根号0.273=0.37(MM)

(7)次级线圈匝数：2*(51*4.6*1.03)=2*242(匝)

(1.03是降压系素，双级51V=2*242匝)

(8)次级线圈电流：60W/(2*51V)=0.59A

(9)次级线径：d=0.715根号0.59=0.55(MM)

第二种计算方法

 

E形铁芯以中间舌为计算舌宽的。计算公式：输出功率：P2=UI

考虑到变压器的损耗，初级功率：P1=P2/η(其中η=0.7～0.9，一般功率大的取大值)

每伏匝数计算公式：N(每伏匝数)=4.5×10(的5次方)/B×S(B=硅钢片导磁率，一般在8000～12000高斯，好的硅钢片选大值，反之取小值。S=铁芯舌的面积，单位是平方CM)如硅钢片质量一般可选取10000高斯，那么可简化为：

N=45/S

计算次级绕组圈数时，考虑变压器漏感和导线铜损，须增加5% 绕组余量。初级不用加余量。

由电流求线径：I=P/U (I=A，P=W，U=V)

以线径每平方MM≈2.5～2.6A选取。

第三种计算方法

 

首先要说明的是变压器的截面积是线圈所套住位置的截面积.如果你的铁心面积(线圈所套住位置)为32*34=1088mm2=10.88cm2

小型变压器的简易计算：

1，求每伏匝数

每伏匝数=55/铁心截面

例如，你的铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米

故，每伏匝数=55/5.6=9.8匝

2，求线圈匝数

初级线圈 n1=220╳9.8=2156匝

次级线圈 n2=8╳9.8╳1.05=82.32 可取为82匝

次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降

3，求导线直径

你未说明你要求输出多少伏的电流是多少安?这里我假定为8V.电流为2安。

变压器的输出容量=8╳2=16伏安

变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安

初级线圈电流I1=20/220=0.09安

导线直径 d=0.8√I

初级线圈导线直径 d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米

次级线圈导线直径 d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米

要注意层间电压绝缘，引出端绝缘问题

3常见问题

 

DCR的问题

 

A. DCR过高 因硅钢片变压器几乎线径很细 , 圈数很多 , 漆包线的选择成为最重要的部分 . 而大部分美国客户喜欢用AWG线来设计及订立DCR规格及结构 . 因某些原因 我们不得不用mm线近似值去代替 , 台湾漆包线裸径值大一点点 , coating漆膜 也较厚一点点 , 所以几千圈下来往往DCR会超高 , 且线包发胖 . 另一点是线包发胖的问题 , 整齐密绕与杂乱疏绕 , 用线长度不同其DCR也会不同 , 整齐密绕会低一点。

B. 两组DCR值差异的问题 有些规格要求并绕(或分开UI CORE双胞胎)二者间DCR相差多少以内或是SPEC 要求双胞胎次级输出空载时 , 二者电压不可超过0.1V , 在此情形下 , 应该用同 一台绕线机同一轴线绕出来的两个产品组装，才能得到好的成功率。

激磁电流问题

 

一般电源变压器 , 激磁电流规格不会很严 , 所指的是二次侧不加负载时的一次电流 . 如果激磁电流超出可能原因为:

a. 圈数太少, 或线径太大

b. 硅钢片没组装好

c. 硅钢片材质不够好

d. 硅钢片太厚

e. 仪表误差

f. 输入条件是否正确 如果激磁电流超出很多则应检查线圈是否短路 .

损失太高

 

我们在测试板上瓦特表读数超出规格(是铜损和铁损)因绕线已完成 , 习惯上从铁损去改善:

a. 硅钢片未装好(毛边不统一 , 未装紧)

b. 提高铁芯材质

c. 选择薄的硅钢片.

电压调整率太大

 

ΔU%=(U20-U2)/U20 U20 : 空载输出电压 U2 : 负载输出电压 牵涉到设计时的铜损﹑铁损﹑圈数 .

温升

 

可用电阻法去计算 (234.5+T1)/R1 = (234.5+T2)/R2 6. HI-POT及IR (绝缘电阻) HI-POT测试是变压器必须100%全测的要求 , 许多客户还要求每批出货要附HI-POT全测的声明书 .

造成HI-POT不良的原因：

a. 两绕组之间引出线接触或太近

b. PIN间锡桥短路

c. 绝缘胶布未完全覆盖或层数太少

d. 绕组与CORE间距离不足

e. 组装时CORE擦破BOBBIN或CASE 当SPEC 上截断电流3mA是不要用2mA或1mA去测试HI-POT , 2mA比3mA更严格 .

含浸

 

原则上硅钢片的变压器不用抽真空含浸 . 过大的真空压力会使凡立水渗透到CORE之间 , 造成间隙 , 降低功率 .

4材料简介

 

BOBBIN

 

这里我们主要针对绕线架的材质来讲 , 低频变压器的线架一般使用 的原料是塑料 , 但塑料也分很多种 : 常用的有Nylon , PBT , PET等 .

a. Nylon 尼龙了的韧性强 , 但易变形 , 在生产过程中可任加玻璃纤维 (Glass Filled)以增加其强度 . 如: Dupot Zytel FR-50 , FR-15 , 70G33L , 南亚 6210G6 , 6410G5。

b. PET 环保效果较好 , 材质相对较脆 , 等级高 . 如: Dupot Rynite FR-530L 新光 T102G30 南亚 4410G。

c. PBT 介于上两种材质之间 . 如: 长春PBT-4115 , PBT-4130 (含玻璃纤维30%) 新光 T102G30 注: UL新规定PBT含玻纤不可超过20%。

绕线架对电器特性的影响:

a. 耐压: 厚度,材质,PIN距及与CORE间的距离

b. 电阻: 中径大小,幅宽大小

CORE

 

a. 型号 一般分公制及英制 , 公制一般是以mm为单位 , 而英制则是以inch为单位 . 如公制的EI-48 T=0.5 是指CORE的宽度为48mm , 厚度为0.5mm , 但是英制的表示则为 EI.675 26GA。

b. 规格 1. 取向型美国 M-4,M-5,M-6 英国 28M4,30M5,30M6 日本 27Z130(Z9),30Z140(Z10),35Z155(Z11) 中国 Q09(0.27),Q09(0.3),Q10(0.35) 无取向型 美国 M-15,M-19,M-22,M-36 英国 G250,G265,G315,G335 日本 H9,H10,H12,H14 中国 W09,W10,W12,W14 2. 除以上两种规格的区分外 , 还有A品(炖烧)和N品(不炖烧) 的区分 , 也有称黑片和白片的。

c. 厚度取向型 0.23,0.27,0.30,0.35 无取向型 0.35(0.36 29GA),0.5(0.47 26GA) 硅钢片又称为电工钢板是电力和电子工业中用途最广﹑用量******的一种软磁材料. 它具有高的磁感应值(BS=2T左右) , 低的铁损,不含贵重元素 , 价格低 , 性能档次多。

WIRE

 

一般选D.D.(UEW)漆包线Class B 和 S.S.(PEW)漆包线 Class B , Class F。