世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
未解决

变压器饱和气隙疑问

[复制链接]
查看: 7862 |回复: 62
1
jinlai
  • jinlai
  • 离线
  • LV6
  • 高级工程师
  • 积分:968
  • |
  • 主题:46
  • |
  • 帖子:313
积分:968
LV6
高级工程师
  • 2010-9-30 14:10:01
10问答币
防止变压器饱和可以加大E字型的磁芯的中柱的气隙,但加大气隙(gap)后电感不是成倍的下降了嘛?如果不让饱和是否可以让气隙特别大?有没有什么关系?不知道我的理解正确否?
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-9-30 14:22:59
 
1.加大气隙(gap)后电感不是成倍的下降?
是的
2.如果不让饱和是否可以让气隙特别大?
如果仅仅从不让磁芯饱和的角度来看:干脆不要磁芯。这样永远也不会饱和
大的气隙(gap)后电感急剧下降,对抗磁芯饱和有利,但纹波电流急剧增加。导致电流峰值Ipk成倍增加
乱说一通。错了请指正。
jinlai
  • jinlai
  • 离线
  • LV6
  • 高级工程师
  • 积分:968
  • |
  • 主题:46
  • |
  • 帖子:313
积分:968
LV6
高级工程师
  • 2010-9-30 16:29:42
 
先谢谢你
xkw1cn
  • 积分:131244
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55598
积分:131244
版主
  • 2010-9-30 14:32:03
 
无论如何;在设计前;必须弄清楚,你在做啥!
否则;瞻前顾后,啥都没法做。
jinlai
  • jinlai
  • 离线
  • LV6
  • 高级工程师
  • 积分:968
  • |
  • 主题:46
  • |
  • 帖子:313
积分:968
LV6
高级工程师
  • 2010-9-30 16:30:50
 
多谢了
周挺巧
  • 积分:12472
  • |
  • 主题:17
  • |
  • 帖子:4949
积分:12472
版主
  • 2010-10-4 10:45:53
 
目前抗饱和只有开气隙  别无他法
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-4 14:09:51
 
不需要储能的变压器,一般不加气隙。想不饱合就加匝数。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-4 20:28:26
 
加匝数,能抗饱和?
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-4 21:15:05
 
同样的匝数比,当然匝数多的不饱合。
周挺巧
  • 积分:12472
  • |
  • 主题:17
  • |
  • 帖子:4949
积分:12472
版主
  • 2010-10-4 21:41:23
 
加匝数抗饱和应该不是反激的
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-4 22:11:15
 
反激也是一样,加了匝数想要得到一样的电感量,自然而然要去磨气隙。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-5 13:55:57
 
哦,原来您6楼 隐藏了这个含义:加了匝数想要得到一样的电感量
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-5 14:42:45
 
半桥,全桥变压器又或是电感,反激变压器,想不饱合就加匝数。
这里所说的前题是电路工作模式,工作频率等一些参数不变的情况下。反激要想使工作方式不变,就要加气隙维持电感量。
再拿磁环举个例:
同样外形尺寸的两个磁环 77930-A7 (u=125,AL=157nH/N*N) 和 77894-A7(u=60,AL=75nH/N*N)
若这两个磁环同样绕得一个1mH的电感,前者的AL值较高,匝数就相对较少。若两个电感串联(电流相等)慢慢加大电流,前者(匝数少)一定先比后者饱合。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-5 15:53:48
 
呵呵 ,谢谢解释
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-5 19:56:57
 
弱弱地问一下:(反激拓扑为类子)
在增加匝数,同时增开气息,不是矛盾的么。
从B-H 曲线上看:
增加匝数:更容易饱和
增加气息:让B-H 斜率减小,不容易饱和。
同时做这两件事情,不是等于“白做”。
从另一角度:
增加匝数等于增加电感量
增加气息等于减少电感量
两者同时进行,不是等于“白做”
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-5 21:35:54
 
不会白做的,同样的 V.t ,不是匝数越多 ΔB 越小嘛。
ΔB 小了,当然就越不容易饱合。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-5 21:44:23
 
如此说来,在增加匝数的时候,
为啥又要增加气息呢?此时增加气息的目的是?
-------------------------------------------------------------------------------
就是保持气息量不变的情况下:
V*T = N*ΔΦ =N*ΔB*S
相同的V*T ,匝数越多,ΔB越小。为啥还要增加气息?
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-5 22:53:44
 
加气息为了储能啊。要不来个几十mH的电感量,你的V.t 能送进去多少能量?
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-7 13:56:46
 
呵呵,增加气息实际上就是为了降低电感量,以便在V.t 下获得电流增量。
有电感没有电流,V.t 不能送进能量
有电流没有电感,V.t 也不能送进能量
增加匝数,和增加气息是兼顾磁饱和前提下,调和“电感和电流”矛盾的两个手段。
从电感量角度上看:增加匝数,和增加气息 效果是相反的。
整体上看(兼顾磁饱和送入能量),必然存在 最佳的匝数和气息。
请指教。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-7 14:01:33
 
如果说到最佳匝数的话,还有包括:铜损,铁损等因数的考虑。
增加匝数只是为了能让这个电感设计出来能用而不至于饱合。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-7 15:56:47
 
如果仅从“能用而不至于饱合”来看,保持匝数不变,仅仅改变气息不可以么?
出于“防止饱和”这个目的:
增加匝数,和增加气息:有什么区别?
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-7 16:13:48
 
没区别,因为加了气息就一定要加匝数,加了匝数也就一定要加气息。
这里说的是变压器电感量等参数要求一定的前提去设计变压器的过程。
当然了,加匝数还有降低铁损的功效,也有增大铜损的问题。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-7 16:33:31
 
谢谢,LU斑竹不厌其烦的解释,磁路是俺的弱项,一直没有很好地搞清楚。
继续请教斑竹:
如果将“气息”“匝数”这两个物理量分开来。在给定的 V t 条件下(这正是我们电源ON 或OFF 期间),它们各自对B的影响。
1/。气息似乎对ΔB没有影响。V*T = N*ΔΦ =N*ΔB*S,不包含“气息”的参数。
2/。“气息”影响的是静态B值。从B=U*H=U*N* I (I 由负载电流和占空比D决定)
1/。,2/。分析是否有问题?请斑竹帮助指正。
greendot
  • 积分:31511
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8683
积分:31511
LV12
专家
  • 2010-10-7 19:07:57
 
有问题,留待斑竹解释。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 17:50:21
 
对24楼“有问题”,请greendot老师帮助指点指点,谢谢。
greendot
  • 积分:31511
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8683
积分:31511
LV12
专家
  • 2010-10-8 18:33:14
 
觉得应该没有动态静态之分。
ΔB=μ*ΔH是不是跟gap 有关?
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 18:48:21
 
我觉得ΔB和gap 没有关系。
ΔB=μ*ΔH=μ*N*ΔI
其中ΔI 里面包含了μ的因素。继续推导下去:
由:L= μ*N^2*Ae
ΔI= ( V*ΔT)/ L=( V*ΔT) / ( μ*N^2*Ae )
ΔB=μ*ΔH=μ*N*ΔI = V*ΔT / Ae*N
wsh5106
  • 积分:7280
  • |
  • 主题:104
  • |
  • 帖子:5515
积分:7280
LV8
副总工程师
  • 2010-10-8 20:44:43
 
你这里的ΔB是工作时候的变化范围,与gap无关。
gap影响的是磁芯的ΔBm。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 20:46:31
 
ΔB=μ*N*ΔI
这个总觉得不对径,给上单位,带上数字,用个磁环或电感试一下就心里有底了
比如说:μ=125,N=100,ΔI=2A 则 ΔB=25000
这里只是一个例子,因不知公式应该用何单位。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 20:50:40
 
斑竹,这是B=μ*H=μ*N*I 呀。这个不用再去质疑吧。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 20:52:59
 
用实际的数字代进去,算出来不对路,就要质疑一下。
能否给出单位,还有是否还有什么系数,要不代数字进去算出来不对啊。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 20:55:29
 
不会吧,难道工作电流导致μ非线性?
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 21:01:19
 
我在一个磁环的PDF里看到这样的公式:
μ=B/H 那就是说:B=μ*H
但H=0.4πNI/l 后面的是L的小写,磁路长度
那组合后应该是:B=0.4 π μ N I / l
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 21:12:59
 
验证如下:
B = 0.4*3.14*125*100*2/ (4.14*10000) = 0.758
这个数字就是对的:
μ=125
N=100匝
I=2A
l=4.14cm
10000 是 10的4次方,单位换算系数
得的结果:0.758T
其实昨晚看了你上面的公式,我一下子愣住了,弄得昨晚一直在思考,好晚才睡着觉。
今天早上就偷偷做了试验,用一个 77380-A7 的国产代用磁环,绕了 100 匝,大约在 2A 多一点开始有饱合的迹象,而铁硅铝磁环的资料上也是 0.8T 左右开始饱合。上面算出来的结果和测出来的结果基本吻合
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 21:17:14
 
斑竹,感动呀!
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 21:22:14
 
其实也感谢你,我的变压器理论和公式,一直都没有用 μ 和 l 的,因为觉得用这个麻烦,还要什么等效磁路长度,设计变压器时,哪个知道等效磁路上度哦。经过这次讨论也算是我第一次用 μ 来算电感吧,呵呵。
平时不管设计什么变压器和电感,我全部都用:Ae,B,V,I,L,f,t
因为这些都比较容易知道,就是Ae 要查了下磁芯资料。
其实,我的理论和一些常用公式也都是这样一点一点验证并保留下来的。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 21:28:10
 
学习 斑竹求是精神!!
赞一个。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 21:33:10
 
谢谢
greendot
  • 积分:31511
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8683
积分:31511
LV12
专家
  • 2010-10-8 21:08:21
 
(你的L和H公式都漏了磁芯的有效长度了)。
既然ΔB=μ*ΔH和gap无关,
那么24楼第2点,B=μ*H和μ有关,现微分两边,得ΔB=μ*ΔH (设BH是线性的),却又变得无关?
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-8 21:25:49
 
B和μ有关,但ΔB和μ却没有关系。
所以我觉得B 有动态静态之分。
总体的B =ΔB + B(dc)
ΔB : 由V *ΔT 和匝数 决定
B(dc):由N*I 和μ 决定。(I 和负载电流相关)
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-8 21:31:24
 
要考虑一个电感是否饱合,并不是看ΔB的,而是看真正的Bmax,也可以理解为 从0变到ΔB的这个ΔB。
所以不管动态静态,我都以从0上升的动态来看它是否饱合,这样也方便电感的计算。
至于电感工作在连续还是不连续模式,这是电路的事,电感只管提供那么大的电感量,走那么大的电流不饱合就是了。当然了,电感的损耗之类的,在这不做讨论。
gsjinchang620
  • 积分:345
  • |
  • 主题:17
  • |
  • 帖子:102
积分:345
LV4
初级工程师
  • 2011-10-10 20:17:08
  • 倒数9
 
加了气隙,剩余磁感应强度Br减小,等效的磁导率应该是减小吧,怎么能没有关系呢?
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-7 22:23:52
 
这个我就不知要怎么讲了,总的来说同样的磁芯(截面积,材料),同样的电感量,匝数多的就不容易饱合。
这也是我在贴子最前面所说的:加匝数的意思
真武阁
  • 积分:5801
  • |
  • 主题:25
  • |
  • 帖子:1549
积分:5801
LV8
副总工程师
  • 2010-10-7 18:32:42
 
肯定是有区别:
气隙相当于串入一只空心电感,气隙愈大“空心电感”的担子越重,相对地,磁芯的担子越轻
由此可见,在电感量不变的情况下,加大气隙同时增加匝数要比原来更抗饱和,当然了,铜损增加一些
wsh5106
  • 积分:7280
  • |
  • 主题:104
  • |
  • 帖子:5515
积分:7280
LV8
副总工程师
  • 2010-10-7 20:42:38
 
区别:一个对付交流引起饱和,一个对付直流引起的饱和。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-7 20:44:53
 
呵呵,很有同感哟。。。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-7 22:24:54
 
这个不太理解,何为交流引起?何为直流引起,能否细说一下?
是不是说加气隙是为了走直流电流,加匝数是为了V.t 不饱合?
如果是,那我的理解就已经包含这些了,比如说:低频变压器,那是算交流还是算直流,那是不是只要不走电流或者说不需要变压器储能就可以用很少的匝数呢。如果用 ΔB=V*t / Ae*N 来套上去的话,还是要用很多匝数才能使这个变压器在低频不饱合。
myship02
  • 积分:8471
  • |
  • 主题:88
  • |
  • 帖子:3542
积分:8471
版主
  • 2010-10-13 11:45:20
 
菜鸟请教一个问题,就是如果变压器饱和,那会出现什么现象?怎么测试变压器饱和问题?
wsh5106
  • 积分:7280
  • |
  • 主题:104
  • |
  • 帖子:5515
积分:7280
LV8
副总工程师
  • 2010-10-13 11:59:03
 
简单说,饱和的现象就是:电感趋于0,对电流没有阻碍作用了。那么电流就爽了,一发不可收拾。
Coming.Lu
  • 积分:50193
  • |
  • 主题:39
  • |
  • 帖子:16001
积分:50193
版主
  • 2010-10-13 12:00:27
 
饱合了电感量急剧下降,理想的变压器饱合应该可以理解为线圈是短路的(个人看法)。
至于后面会发生什么事,也不用我多说了吧。
tzx1976
  • 积分:421
  • |
  • 主题:6
  • |
  • 帖子:99
积分:421
LV6
高级工程师
  • 2011-10-10 15:45:15
  • 倒数10
 
我是这样理解的, 不知对不对:
(1)B=u*H=u*Np*Ip/L磁路
(2)Lp=u*Np*Np*Ae/L磁路
如果增加匝数, 同时增大气隙减小u值, 根据公式(2), 因为Lp与u的一次方成正比, 而与Np的二次方成正比, 所以在保证Lp不变的情况下, u减小的幅度要大于Np增加的幅度; 再根据公式(1), 在工作参数不变的情况下, 因为u减小的幅度要大于Np增加的幅度, 所以B值应该是比原来减小了, 说明不容易饱和了.
chenjing
  • 积分:1188
  • |
  • 主题:32
  • |
  • 帖子:390
积分:1188
LV6
高级工程师
  • 2013-8-25 18:46:45
  • 倒数7
 
有相同的理解,就是不知道对否?
nk6108
  • nk6108
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:2004
  • |
  • 主题:18
  • |
  • 帖子:613
积分:2004
LV8
副总工程师
  • 2011-10-12 14:58:44
  • 倒数8
 
交流励磁是受感抗制约的,是一种类似于 共集组态电路的 负反馈样平衡.
sensezcy
  • 积分:2739
  • |
  • 主题:30
  • |
  • 帖子:1156
积分:2739
LV8
副总工程师
  • 2010-10-5 11:33:21
 
如果气隙太大,那么会带来不可忽略的气隙边缘磁通问题的影响。
blueskyy
  • 积分:28369
  • |
  • 主题:129
  • |
  • 帖子:13401
积分:28369
LV10
总工程师
  • 2010-10-5 13:54:01
 
这是自然的事情呀。。。
jianguozoe
  • 积分:121
  • |
  • 主题:3
  • |
  • 帖子:6
积分:121
LV2
本网技师
  • 2011-7-30 10:48:13
 
其实个人觉得可以这样看,由Bpk=LIpk/(NA),而电感值L是由L=Von*Ton/(Idc*r),r表示电流纹波率,一般不变,如果电压和时间不变,负载电流不变,则所需要的电感值是确定值,同时峰值电流也是确定值。若设计时加大气隙,为了满足电感量,就必须增大增大匝数,而增大匝数就导致Bpk减小,就不容易饱和。也就是说增大气隙可以防止饱和。
myzeng2013
  • 积分:1519
  • |
  • 主题:54
  • |
  • 帖子:272
积分:1519
LV6
高级工程师
  • 2018-8-17 16:47:15
  • 倒数2
 
您这个理解有道理。
在所有不变的情况下  仅仅调整电感下降 可以提升抗饱和
因为 公式
L*DI=V*TON 是定值

  BPK=L*IPK/(AE*N)=L*(IA(中心)+ID/2)  IA(电流斜 中心值)
把上面展开 BPK=L*IA+L*DI/2  L*DI/2定值 
因为 L降低  所以BPK 降低  不宜饱和 





WANGYUREN
  • 积分:16197
  • |
  • 主题:94
  • |
  • 帖子:7325
积分:16197
LV10
总工程师
  • 2011-7-30 21:44:37
 
wanghaiting
  • 积分:5104
  • |
  • 主题:29
  • |
  • 帖子:1170
积分:5104
LV8
副总工程师
  • 2013-8-26 08:09:40
  • 倒数6
 
帮你们顶起
lq520yxh520
  • 积分:237
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:62
积分:237
LV3
助理工程师
  • 2013-12-14 09:01:00
  • 倒数5
 
学习
cyx7610
  • 积分:16461
  • |
  • 主题:80
  • |
  • 帖子:3614
积分:16461
LV10
总工程师
  • 2013-12-14 10:36:30
  • 倒数4
 
從下面公式可以看出它們的關系:


Ig=(0.4πLpIpp^2)*10^8/AeBmax^2
Ig增大,Lp就會減小。
ncp1031
  • 积分:2825
  • |
  • 主题:30
  • |
  • 帖子:1096
积分:2825
LV8
副总工程师
  • 2013-12-15 20:26:19
  • 倒数3
 
真武阁
  • 积分:5801
  • |
  • 主题:25
  • |
  • 帖子:1549
积分:5801
LV8
副总工程师
最新回复
  • 2018-9-13 12:34:40
  • 倒数1
 
首先要理清楚时序不然这问题没意义
1)饱和或不饱和,你首先是依据公式计算一通下来得到一个目标值的工作磁通密度Bm,看他离饱和磁通Bs有多远;
2)计算中,r是自己设定的,妙伏数,磁芯规格一般也是确定了,结果匝数和电感量肯定是确定了;
3)剩下的需要调和的就是匝数和电感量的矛盾,所以就有了开气隙。
4)  然后你的电源的工况没有超出设计时的范围,就没有饱和了。(因为超出范围你会有保护电路)
5)做到上面4点,当然是希望气隙尽可能小,避免涡流损失和EMI问题
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)82437996 /(138 2356 2357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348号-2   津公网安备 12010402000296号