关于匝数和磁芯损耗、磁芯饱和的关系的问题-综合电源技术-世纪电源网社区

knifeman1980

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2011-6-14 16:27:43

10问答币

各位高手，小弟刚开始接触变压器设计，感觉千头万绪，到现在还没有入门，有很多基础性的知识需要高手予以指导。

在赵修科老师的《实用电源技术手册磁性元器件分册》的8.3.1节中提到了一句“如果测量得到的电感值太大，不要减少匝数，这样可能会使损耗变大，磁芯饱和”。

减少线圈匝数，铜损一定减少，那么这里说的损耗就应该是磁损了，也就是说，减少匝数，就会使电感工作在更高的H上（也就是说，相同的电流下能够产生更强的磁场），这是什么道理？

根据安培环路定理来看，HL = sigema (I)，H变高，I如何变大？

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jimmmy1125

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BMAX=LI/(N*AE) 我觉得减小匝数，BMAX会变大，所以铁损更大，也更容易饱和。。

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		2 jimmmy1125 jimmmy1125 离线 LV8 副总工程师积分：5795 \| 主题：38 \| 帖子：2775 访问空间发消息积分:5795 LV8 副总工程师 2011-6-14 16:48:23
		BMAX=LI/(N*AE) 我觉得减小匝数，BMAX会变大，所以铁损更大，也更容易饱和。。回复 \| 举报 \|

			5 knifeman1980 knifeman1980 离线 LV2 本网技师积分：198 \| 主题：10 \| 帖子：34 访问空间发消息积分:198 LV2 本网技师 2011-6-14 23:02:16
			Jimmy, 你的这个回答很好，我明白了你的意思，谢谢。为了更多和我一样的初学者能够明白这个问题，我把我的理解跟大家分享一下，希望能够帮助到更多的朋友： 1 变压器的损耗分为铜损和铁损两大部分。其中铜损是指电流流过变压器原边和副边绕组的时候所产生的损耗（绕组都是用铜丝绕制而成，而铜丝都是有电阻存在的，所以就有了功率损耗，并且是以热能的方式表现出来的）；铁损是指变压器自身产生的损耗（即使空载的时候也存在），而铁损又分为3个部分，即磁滞损耗，涡流损耗，剩余损耗。其中磁滞损耗是外部磁场为了磁化磁性材料而产生的，并且以热能的方式表现出来，在B-H曲线上表现的就是磁滞曲线所包围的闭合部分的面积。产生涡流损耗的原因是由于磁路内的磁通发生了变化从而在磁性材料中感应出了电压，而磁性材料本身又存在电阻，所以就有了磁滞损耗。剩余损耗我就不是很清楚了，不过在低频场合该部分较小，可不考虑，我就偷了个懒，呵呵。 2 L = 磁链 / 电流 = （匝数 * 面积 * 磁通密度）/ 电流。这样就推导出jimmy的公式，并且可以看出，当N变小，Bmax变大，磁滞曲线所围的面积也就变大了，磁滞损耗自然变大。自然也就更靠近饱和磁密的位置。回复 \| 举报 \|

				8 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-15 09:29:37
				将你的公式做下变形： L * 电流 = 磁链 = 匝数 * 面积 * 磁通密度也就是jimmy L* I= BAE N 进而： L* △I= △B* AE* N 当N在变化的时候，L* △I 的积变不变？回复 \| 举报 \|

					9 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-15 13:33:14
					刚再看了一下，这个问题太 2 了。 L* △I 就是伏-秒呀 ~ 回复 \| 举报 \|

						22 eric.wentx eric.wentx 离线 LV7 版主积分：46973 \| 主题：485 \| 帖子：17006 访问空间发消息积分:46973 版主 2011-6-19 18:40:09
						你这个推导真还没错．．．回复 \| 举报 \|

							23 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-19 19:14:15
							呵呵~ 回复 \| 举报 \|

								24 jimmmy1125 jimmmy1125 离线 LV8 副总工程师积分：5795 \| 主题：38 \| 帖子：2775 访问空间发消息积分:5795 LV8 副总工程师 2011-6-19 21:48:54
								回复 \| 举报 \|

					40 nininida nininida 离线 LV3 助理工程师积分：292 \| 主题：14 \| 帖子：30 访问空间发消息积分:292 LV3 助理工程师 2018-7-20 15:13:25 倒数2
					对于反激电路的CCM模式，因为输入输出不变，所以占空比D不变，那么原边电流的变化率不变，增大Np，会使得△B减小回复 \| 举报 \|

				15 jimmmy1125 jimmmy1125 离线 LV8 副总工程师积分：5795 \| 主题：38 \| 帖子：2775 访问空间发消息积分:5795 LV8 副总工程师 2011-6-15 22:19:47
				不客气。。大家相互学习啊。。回复 \| 举报 \|

			36 zhushouw zhushouw 离线 LV6 高级工程师积分：1323 \| 主题：7 \| 帖子：202 访问空间发消息积分:1323 LV6 高级工程师 2016-11-11 17:36:39 倒数6
			I应该换成Imax吧？回复 \| 举报 \|

			38 stop stop 离线 LV2 本网技师积分：135 \| 主题：0 \| 帖子：3 访问空间发消息积分:135 LV2 本网技师 2017-12-2 18:11:13 倒数4
			按这个公式推导应该加个Lm_p不随匝数变化的前提，不然变压器仅仅减小初级匝数Bmax是会变小的吧。能量守恒：0.5Lm_pIpeak_p^2f = Pout/η 安培环路：Hle= NpIpeak_p ； Bmax=NpIpeak_pμ/le L值： Lm_P =Np^2Al=Np^2μAe/le 结论：加GAP，增大匝数保持Lm_P 不变，Bmax减小，避免饱和。回复 \| 举报 \|

		3 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-14 16:54:45
		磁芯损耗取决于磁通密度的摆幅△B、开关频率及温度，当减小匝数的时候，就是响应的增大了△B，磁芯损耗当然响应增大，而增大了△B，就可能导致变压器饱和。回复 \| 举报 \|

			4 x372758734 x372758734 离线 LV7 版主积分：1680 \| 主题：25 \| 帖子：391 访问空间发消息积分:1680 版主 2011-6-14 22:59:54
			减少匝数使用的线圈总长度变小，进而总电阻减少，所以铜损就减少了，而铁损缺增大，王工已经说明原因了，所以按理论来说，当铜损近似等于铁损，变压器处于最优化状态。回复 \| 举报 \|

			6 knifeman1980 knifeman1980 离线 LV2 本网技师积分：198 \| 主题：10 \| 帖子：34 访问空间发消息积分:198 LV2 本网技师 2011-6-14 23:25:57
			是的，王工你说的很对。关于这个delta B的应用，我还有很多问题想向各位高手请教，并且单另做一个帖子，帮助更多的朋友提高自己的理论水平。回复 \| 举报 \|

			7 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-15 09:20:20
			回复 \| 举报 \|

			16 fairchild fairchild 离线 LV6 高级工程师积分：1143 \| 主题：34 \| 帖子：514 访问空间发消息积分:1143 LV6 高级工程师 2011-6-17 17:08:22
			请教王工， “匝数变小，就是相应增大了△B，.........，就可能导致变压器饱和” 这句话有点异议， N（匝数）变小，则n（匝比）也变小，D也变小，其他条件不变，△B未必就是增大的。如果对于电感，这个结论应该是没问题的。请王工指点。回复 \| 举报 \|

				17 xiaoliangyl xiaoliangyl 离线 LV7 版主积分：9465 \| 主题：35 \| 帖子：3650 访问空间发消息积分:9465 版主 2011-6-17 21:18:27
				Bmax=LpIp/[AeNp],D变小，IP就变大，Bmax就更大了回复 \| 举报 \|

				18 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-17 21:24:45
				N（匝数）变小，则n（匝比）也变小，D也变小 D咋就变小了呢？回复 \| 举报 \|

					25 fairchild fairchild 离线 LV6 高级工程师积分：1143 \| 主题：34 \| 帖子：514 访问空间发消息积分:1143 LV6 高级工程师 2011-6-20 08:26:56
					指连续状态下的D，变压器通常也是设计在这种状态下的吧。回复 \| 举报 \|

						28 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-20 08:36:03
						连续状态下：占空比和匝数是无关的~ 回复 \| 举报 \|

							29 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-20 08:46:32
							你这句话，应该有他的前提吧？改变匝数，如果不改变气息呢？回复 \| 举报 \|

								33 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-20 09:11:49 倒数9
								我觉得D 仍然不变，回复 \| 举报 \|

							30 fairchild fairchild 离线 LV6 高级工程师积分：1143 \| 主题：34 \| 帖子：514 访问空间发消息积分:1143 LV6 高级工程师 2011-6-20 08:56:42
							不解。前面说的是D与匝比的关系。正激D=nVout/Vin 反激D=nVout/Vin+nVout 为什么说是没关系。回复 \| 举报 \|

								31 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-20 09:10:58
								呵呵，要变同时变呀。是说匝数（不是说匝比）。回复 \| 举报 \|

				19 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-18 18:02:35
				我指的是设计变压器的时候，这个时候是利用最大占空比，如果减小N的话，D也不会变大，因此只能是△B增大了。回复 \| 举报 \|

					20 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-18 18:44:31
					就是不利用最大占空比，变化N的话，D也不会变的 ~ 回复 \| 举报 \|

					26 fairchild fairchild 离线 LV6 高级工程师积分：1143 \| 主题：34 \| 帖子：514 访问空间发消息积分:1143 LV6 高级工程师 2011-6-20 08:29:01
					也就是说匝比不变的条件下，减小匝数，将使△B增大了。这样理解对不？回复 \| 举报 \|

						27 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-20 08:33:02
						我们设计变压器的时候，是按照N=vinmin×Dmax/（Ae×△B）来的，要减小匝数N，只能通过增加△B来得到。回复 \| 举报 \|

							32 fairchild fairchild 离线 LV6 高级工程师积分：1143 \| 主题：34 \| 帖子：514 访问空间发消息积分:1143 LV6 高级工程师 2011-6-20 09:11:36 倒数10
							我没有实际经验，可能哪个是前提有些混乱。但与您所说似乎并不矛盾，另外上面的公式好像少了个频率项，匝数应该也是频率的函数吧。 N=vinmin×(Dmax/f)/（Ae×△B) 对么？回复 \| 举报 \|

								34 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-20 09:16:02 倒数8
								是的，你说的是对的，我忘了。呵呵，这个公式说明了，设计的时候，改变匝数就会导致△B的变化。回复 \| 举报 \|

							39 zhushouw zhushouw 离线 LV6 高级工程师积分：1323 \| 主题：7 \| 帖子：202 访问空间发消息积分:1323 LV6 高级工程师 2017-12-6 09:13:25 倒数3
							所以王工的意思我们设计变压器的时候Dmax是预先设定好的，这也就是为什么减少匝数N只能通过增加△B来得到，因为Vinmin也是固定的。回复 \| 举报 \|

			35 zhushouw zhushouw 离线 LV6 高级工程师积分：1323 \| 主题：7 \| 帖子：202 访问空间发消息积分:1323 LV6 高级工程师 2016-11-11 17:33:16 倒数7
			我也觉得磁芯损耗取决于磁通密度摆幅△B，不是Bmax，匝数小了，△B就变大了，损耗当然高了。回复 \| 举报 \|

			37 zhushouw zhushouw 离线 LV6 高级工程师积分：1323 \| 主题：7 \| 帖子：202 访问空间发消息积分:1323 LV6 高级工程师 2016-11-11 17:39:41 倒数5
			所以饱和其实就是Jimmy说的Bmax随着N减小而增大导致的饱和，而损耗大就是因为随着N的减小△B增大引起的。回复 \| 举报 \|

			41 nininida nininida 离线 LV3 助理工程师积分：292 \| 主题：14 \| 帖子：30 访问空间发消息积分:292 LV3 助理工程师最新回复 2018-7-20 15:14:53 倒数1
			有没有个具体公式能准确表达磁芯损耗与各量之间的关系？谢谢回复 \| 举报 \|

		10 lansunhsu lansunhsu 离线 LV8 副总工程师积分：5969 \| 主题：54 \| 帖子：2441 访问空间发消息积分:5969 LV8 副总工程师 2011-6-15 17:27:52
		有没有Ae很大、窗口很小的铁芯？回复 \| 举报 \|

			11 楚天？楚天？离线 LV7 版主积分：3877 \| 主题：31 \| 帖子：1224 访问空间发消息积分:3877 版主 2011-6-15 19:49:43
			有啊。有一种EE的就是那样的。窗口很小很小。回复 \| 举报 \|

			12 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-15 19:52:23
			用于制作平板变压器的磁芯好像都是这样的。回复 \| 举报 \|

				13 楚天？楚天？离线 LV7 版主积分：3877 \| 主题：31 \| 帖子：1224 访问空间发消息积分:3877 版主 2011-6-15 20:14:56
				这个窗口就很小回复 \| 举报 \|

					14 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109874 \| 主题：142 \| 帖子：45925 访问空间发消息积分:109874 版主 2011-6-15 21:07:43
					这个还是第一次见来，这个一般干什么用。回复 \| 举报 \|

						21 jimmmy1125 jimmmy1125 离线 LV8 副总工程师积分：5795 \| 主题：38 \| 帖子：2775 访问空间发消息积分:5795 LV8 副总工程师 2011-6-18 20:55:39
						不知道噢。。。回复 \| 举报 \|