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您好
请问是不是你遇过的情况
一次侧与二次测的铜损都差不多
那想请问您这是用计算的还是用量测的结果呢?!
因为我很想实际去量但不知道该怎么量铜铁损…
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| | | | | | | | | 这是设计准则,根据能量平衡原理,原边副边传递的功率大致相等,因此窗口占用应该大致相等,用铜量应该大致相等,最后效果就是铜损大致相等。
一般分别测量线包和磁芯温升即可,温度控制即可。
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| | | | | | | | | | | 觉得这个准则工频变压器庶几可以。也不关乎能量什么的。 |
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| | | | | 磁损才0.4W吗?这不太可能。根据你的电源功率,估计10倍于此。
LLC线圈的铜损跟漏磁的关系很大。所以计算不一定准的。如果外置漏感,那比较准一些。
最好的办法,就是测线圈与磁芯温度判断。可以多测几个点,判断最高的发热源。
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楼上大侠果真厉害, 原来是我忘记乘以变压器有效体积Ve, 所以更正后的计算, 估计铁损约为3.9W, 几乎有10倍之多, 多谢大侠指导! |
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敢问楼上大侠对于铜损方面, 有无甚么建议呢?!
楼上也有其他朋友建议说, 应该是一次侧铜损差不多等于二次侧铜损,
但这个变压器不是我设计的, 我是拿人家已经用好的变压器, 只是刚好符合我要的输出电压,
所以直接拿来用, 然后估计它的铜损, 只是估算起来就是这样耶,
请问楼上大侠, 如果这颗变压器不是优化的设计, 那有没有可能估计其铜损的结果就是现在这个样子呢?!
谢谢楼上诸位大侠相助!
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| | | | | | | | | | | 楼上说的确实是方向,一般设计要求是总铜损等于总铁损,铜线占打线窗口体积比例不要太小,也不要太满,我的感觉是80-90%比较好,这样说明磁芯选型是合理的。而初级铜损等于或接近次级铜损。这个是说明初级与次级的铜线线径选择合理。整个这么设计下来,整个变压器的各部分的温度均衡,散热也均匀,没有局部热点。比较好过安规的温度测试。
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| | | | | | | | | | | | | 能不能说,当初级的铜损 = 次级的总铜损 (N个次级)时,初、次加起来的总铜损是最小的,最优的? (先不理会温升)
或反过来说,最优时,初、次需相等 ?
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| | | | | | | | | | | | | | | 我感觉这样是最优的。但不一定是最小的,对于过设计(OVER DESIGN)的情况,如果在某一侧使用了过粗的铜线来绕制,那么这一侧可能确实铜损会稍小。这样总铜损也小。但是对整个变压器的温度没有大的帮助。性价比也不好。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 最优铜损的实际理论根据? (Ku*Aw已定,一侧Over用铜多了,另一侧就少了,总的来说铜损不一定比之前小)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 只是我个人的感觉,没有理论依据.
如果初次级的铜损均衡,那么整个变压器的温度也均衡. 也避开了温度不均衡以及铜的电阻率正温度系数引起的额外的损耗.
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 如果铜损相等,又温度相等,用铜量要不要相等呢?
可以看看 Erickson 一书里14章有个最低铜损时,各绕组应占窗口比例的推导。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 其中一段,是 Slides 不是课文。
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123.pdf
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 他的结论是窗口分配与绕组的视在功率呈正比,涉及占空比和无功之类的概念
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 没做验证,就没有评估,从他的推导看,仍然是基于AP法,有一定道理,但实际上有很多值得思考的地方:
1、Irms这个因子显然是对的,Vrms就不一定对了。变压器嘛,电压波形都是一样的,最后结果就是略去电压这个因子,公式就变成了只与电流和匝数有关了。更何况Vrms这个参数并不是那么容易获得。
2、只与有效电流有关也是对的,但一定要与热发生关系,那就是铜阻,也就是线径、载流密度、匝数这些东西,感觉最后结果仍然是能量(安匝)平衡,与工频变压器没什么区别,至少看不出与以传递的功率大小分配窗口的设计方法有什么实质的区别。
3、一般开关电源的绕组电流,特别是输入电流都会有较大变幅,这样的问题是这个计算电流Irms取哪个工况的值?取最大电流?平均电流?都是很大的差距。
实例:
一个300W推挽变压器,输入电压54~72V,输出24V,计算Np=Ns,所以用36股绞线绕满窗口8.5匝。怎么分配?与其纠结每个绕组的电压电流,不如按功率相等(或者再考虑变压器效率)简单分配,4个绕组各9股,一定是对的(最起码不会有灾难性问题)。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这个和AP法没有关系,Erickson用的是Kg法,什么法跟这个推导无关吧。
1. 李版看反了,本来就是跟 Irms 和匝数有关,末了才把匝比换成电压比,另外电压也不一定是要是RMS值。
2. 这个可以说是按视在功率大小分配窗口的方法,而不是说初次级传递功率相等,用铜量和铜损相等的方法。(文内的全桥例子里,次级用铜量是初级的1.5倍,铜损是1.5倍 。)
3. 自然是最坏工况那个。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不过推导是没有考虑邻近效应的,聊备一格耳。工频变压器还可以。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 借宝地一问,不考虑邻近效应,这个铜损是不是应该是Idc^2*Rdc,而不是Irms^2*Rdc?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 怎么推导的?很好奇。
我感觉高频变压器这个部件,是非常依赖于实践的,理论可以做大方向的指导,但是实践优化占很高比重。要考虑的因素有很多,主要有:
1. 绝缘系统,安规距离与高压测试。
2. 安规温度。
3. EMI.
3. 铜损,铁损与效率
4. 趋肤效应,邻近效应。
5. 耦合系数与漏感。
6. 磁芯类型与尺寸选型,磁通密度与防饱和。
7. 成本与性价比。
8. 工艺可行性与工时计算。
9. 自动化制作可行性。
10. 机械性能
11. 其他。
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| | | | | 铜损是铁损的20倍,次级是初级的4倍。
明显不合理。
一般来说,要让铜损和铁损接近时,效率较好。
次级和次级也要接近。
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| | | | | | | 有一篇研究报告,是用电脑来优化一个300W LLC 损耗的,变压器和谐振电感有考虑临近效应,结果如下(只列磁元件):
变压器 : 初级铜损 0.71W,次级0.68W,铁损 0.87W ,铜铁比例 1.6倍
电感: 铜损0.39W,铁损0.28W, 铜铁比1.4倍
整机效率97.4%
当然约束条件不同,结果未必一样。
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| | | | | | | | | 一般还要考虑到好不好绕线,线径通不通用之类。
所以,会有些取舍。
我一般都控制在理论值比例在1:3以内。
多数情况都控制在1:2以内,只有一些特殊场合实在没办法,才会放大。
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| | | | | | | | | | | 提到的都考虑了,实物也搭了,验证过了的。1:2 是 铁/铜比吧 ?
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| | | | | | | | | | | | | 铁铜,或铜铁,初次,次初也是。
总之就是方便生产的前提下,尽量接近。
当然,都是理论值,而且是简易计算方法。
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| | | | | | | | | 你举的这个例子,应该是用大马拉小车的设计。没有考虑性价比,环境温度,体积,EMI等等具体应用条件因素。
因为总损耗低,所以怎么样的比例看起来都是可以的。
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| | | | | | | | | | | 怎么样的比例看起来都是可以的?都可以达到97.4效率?
人家是以整机效率最高为约束条件的,显然不同的比例对应不同的效率,而这种比例的些微变化,还谈不上对其他因素的影响什么的。
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| | | | | | | | | | | | | 我的意思是,因为总的铜损和铁损占总功率的比值很低,那么这时候,即使铜损与铁损不那么平衡,总体数据看起来也是可以接受的。
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| | | | | | | | | | | | | | | 效率是一点一点抠出来的,况且变压器损耗一般都不是小头,一定是需要认真追究的,更况且,能追究为什么不追究?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 你说的看起来都没错,但是已经偏离了我要说的意思的这个主题。
GREENDOT举的例子是想说,铜损与铁损不那么平衡,比如有1.6倍的差,但是总效率也不错。
但是我想说,从数据来看,因为总铜损与铁损的绝对值那么低,对于一个300W的变压器来说,即使铜损与铁损不平衡导致温度也不平衡,但是绝对温度也不会出现超标的情况。但是不能证明这样的设计就是最优化的结果。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | GREENDOT举的例子是想说,铜损与铁损有1.6倍的差,就是效率最优化的结果。如果不是1.6倍差,效率就达不到97.4%。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 没有看过那个研究,不知道详情。
但是,因为总铜损与铁损太低,严重低于实际工程使用情况。所以这个1.6比值结论值得斟酌。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 他这仅仅是他这个案例适用,不同的案列可能不再是1.6,但一定有一个最佳的比值。
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