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未解决

变压器漏感估算

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ljj1703
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高级工程师
  • 2012-2-26 02:37:19
10问答币
各位群里面的大师:
你们好!
在设计电路时,需要估算电路中变压器的漏感大小,应用于全桥逆变电路中的变压器。
如果已经知道该变压器的工作频率,额定电压,额定功率等条件后,在变压器制作工艺比较好的情况下,该变压器的最小漏感大约为多大呢?是否有什么简单的工程估算方法,可以估算出该变压器工作时的漏感值大小的范围?
请各位大师不吝赐教,小弟非常感谢!
收藏收藏1
admin
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管理员
  • 2012-2-27 08:48:11
 
帮你顶
fred_fiskan
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高级工程师
  • 2012-2-27 09:25:24
 
对于你所涉及的 全桥逆变的变压器没有设计过。
下面是设计反激式变压器,对漏感的估算,一般可以通过RLC数字电桥去测试,
具体方法是:将次级绕组短路,测试初级绕组的感量,就是变压器的漏感。
一般为初级感量的1%—5%,2%为宜。
ljj1703
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高级工程师
  • 2012-2-28 20:02:55
 
首先谢谢你的回复!
用实验方法测量变压器漏感,通过看一些资料,我也比较了解了奥。你这个是已经把变压器做好了,再进行测量的,如果此时漏感过大了,而你之前在设计电路时都漏感没有这么大,那该怎么办呢?
我想问的是,不是通过实验测量,在设计电路的时候,也就是在变压器生产出来之前,不通过实验测试的方法,通过已知的一些变压器工作参数,比如说频率,功率,额定电压,额定电流都知道的前提下,有没有一种工程的计算方法或者公式什么的,可以估算出变压器漏感的大概值,方便把我电路的总体设计奥。
谢谢各位高手指导!
ljj1703
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高级工程师
  • 2012-2-28 20:05:17
 
当然目前网上可以下载到很多关于变压器漏感的资料,我大概浏览的,基本上都是围绕变压器结构来计算的,计算公式都很繁琐,不利于一般的工程计算或者估算奥!
fred_fiskan
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高级工程师
  • 2012-2-29 10:58:41
 
反激来说,关于如何减小变压器的漏感,大家一致认为三明治绕法可以降低漏感。
而且,这个绕制过程中还有很多细节要注意。
实际量产中,还要注意各方面的一致性。
毕竟,在你量产之前,肯定要变压器打样的啊。在样品测试的基础上进一步优化,使其整机的性能最佳。
此时的参数,应该才可以考虑去量哦。
ljj1703
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高级工程师
  • 2012-2-29 14:53:03
 
谢谢!
我是做一个实验样机,不是量产奥,在电路设计中,需要知道变压器的漏感,我估算了变压器的漏感,代入电路中,再一一确定了其余的电路参数,现在担心估算的变压器漏感不准或者太小,在实际生产中变压器漏感不会有这么小,所以可能就影响了其余参数的确定,所以想问问有什么方法可以比较精确的估算出来,不需要真正的生产一台变压器,再来测量呵
谢谢
fred_fiskan
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高级工程师
  • 2012-2-29 16:29:56
 

你不做一个完整的变压器出来测试样机,
1、如何知道整机的性能?
2、如何知道是否是变压器参数设计不合理?
3、其余的参数如何确定?
等等各个方面。
不能只之上谈兵,还是去绕几个变压器来测试吧。
至于在实际中降低变压器漏感的方法,论坛里面好多贴已经涉及到。
漏感多少,不是你我说了算。而是生产厂家,以及绕制方法,绕制工艺等各方面因素。
一味的估算,解决不了实际问题!
时间需要理论来指导,但是,实践远远高于理论!
正如下面的一句话:理论很骨感,实践很丰满!
为何不去绕制几个变压器,来测试呢?然后再估算呢?
zq4479
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版主
  • 2012-2-29 16:41:27
 
漏感能预估吗?
ljj1703
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高级工程师
  • 2012-3-1 15:15:19
 
呵呵,,首先谢谢您的耐心回复!
有些时候变压器的漏感等参数,在生产加工的时候,让专门的变压器公司生产,只要漏感小一点,就基本上不影响整个设备的运行了。
假如变压器漏感在电路设计中占有很重要的地位,同时如果此变压器功率很大,在电路图纸设计中,不太可能让厂家先生产一个大容量的变压器让我测试一下参数,然后我再进行电路图纸的其余部分设计吧,而且不可能我每次需要确定一个变压器参数,就要提前生产变压器测试一下奥,如果测试不行了,这个测试变压器就不用了,那成本太大了奥!
还是很感谢您的详细回复!
ljj1703
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LV6
高级工程师
  • 2012-3-1 15:36:41
 
比如说吧,我这个变压器是用在全桥逆变电路中的,电路设计中要求电路中的电流上升率达到很快的速度,所以就必须要具体考虑这个变压器的漏感大小,才能确定其余的电路参数,我需要线绕一个变压器出来测量一下,记录下来这些参数,再根据这些参数设计电路其余的参数?不能估算一下,通常情况下,变压器的漏感最小值,然后一并把图纸设计完整,在一起加工设备?谢谢!
doaer
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高级工程师
  • 2012-2-29 16:51:47
 
转一篇文章:
高频变压器和电感设计的常见误解
磁元件经常被误解,并且总是被过分困难化.好的磁性元件设计不需要太多的分析,问题是要处理很多变量,需要知道许多小细节.就象功率电子其他的一些方面,这些细节很难理解,不幸的是,下面列出的仅仅是一个开始:
由于数据书,论文和其他的有如此多的错误信息,更使得磁性元件的设计复杂化.
误解1#填满整个窗口
用铜线填满整个窗口很少是最优的,在很多电感和变压器的设计中,经常可以看到多加了一个外部绕组.考虑到临近效应,用一个较大规格的线将增加总的损耗.不要关注窗口中留下空间,哪怕是仅仅填充了25%.
该错误是线频率磁元件设计的遗留物.
2#铜损=铁损
一些设计中铁损和铜损显著不同,不要担心,这并不意味着你的设计是有问题的.有更多的参数定义优化设计,在高频变压器设计中,让铜损和铁损相等总是最少关注的
该误解是从热的立场,将高频设计等同50/60Hz设计,没有考虑.一些.暴露线的薄层.
误解3#漏感应该大致是激磁电感的1%
从来不要把这当作设计标准,计算期望的漏感,测量最终的变压器,然后在满足变压器其他参数(比如电容)不至于变的太差情况下,尽可能将漏感降低.有些情况下,漏感会小于激磁电感的0.1%,有时,一个带气隙的磁心,它可能接近10%.
同时,永远不要把这个标准作为磁性元件供应商的一个规格 ,它会显示你不理解或则不关注漏感,你应该指定漏感的最大值,加或减去一个百分比,典型大约20%.
4#漏感磁心磁导率的函数
一些人认为变压器绕组间加一个磁心将使绕组偶合更紧密,减少了他们之间的漏感,也有人或许听到过用磁心耦合绕组间的磁场,显著增加漏感.
事实上,变压器的漏感与绕组间是否有磁心基本上无关,这相当令人奇怪,绕组间加一个相对磁导率几千的材料很少影响漏感,改变或许只是10%,如果不相信,可以做实验验证,测量两个绕组之间的漏感在有磁心和无的情况下.

5#一个优化的变压器绕组的电流密度在500-750圆米尔每安培
如果你不是来自美国,根本用不着计算圆米耳是什么,电流密度是不相关的,相关的是绕线有多少损耗,是否有足够的制冷让其温度保持在可接受的范围内,给定电源中用到的极端制冷类型,从液体沉浸到工作在真空中,饶线中的电流密度变化很大.
6#初级损耗=次级损耗 优化的变压器
损耗可能相似某些情况,但如果一个远大于另外一个也不用太担心,唯一要关注的是用何种制冷方式下绕组有多热
7# 如果线直径小于趋肤深度,没有明显的高频损耗.
这是一个误解,一个危险的假设,如果一个绕组有很多层,竟管线径低于趋肤深度,仍然会有很大的临近损耗.甚至用远低于趋肤深度的小规格线径
8#正激变压器的开路谐振频率应该比开关频率大许多
令人吃惊的是开路谐振是不相关的,甚至可以低于开关频率.何以见得?理想的磁心有无穷大的电感,一个小的但有限的绕组电容,这个谐振频率将是0.真正重要的是短路谐振频率,如果可能,它应该至少是开关频率的两个阶次倍数.
doaer
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高级工程师
  • 2012-2-29 17:03:22
 
由于临近效应(Proximity effect)的影响,漏感随频率的升高而减小。

原话为:
This leads to the interesting question—which value to use? The leakage
inductance will cause ringing in the circuit at high frequencies, so it is essential
to know the value at the ringing frequency in order to be able to design
a proper snubber. However, for production design verification, you might want
to use the fixed value between 5 kHz and 40 kHz as a specification to the
manufacturer, but you must specify the measurement frequency if you want the
parts built with good tolerance.
There is an industry rule of thumb that I often see quoted: “The leakage inductance should be 1% of magnetizing inductance for a transformer.” In our design example, the leakage is less than 0.2% of magnetizing inductance at 10 kHz, and 0.1% at 10 MHz. Never accept
the 1% figure from a manufacturer as a design objective. Make the best transformer you can with tightly coupled windings, measure your prototype, and expect the manufacturer to match it closely.
blueskyy
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  • 2012-2-29 19:45:11
 
学习 ~
fred_fiskan
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  • 2012-2-29 19:54:23
 
不错!
宁波-梦幻伊人
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  • 2012-2-29 20:53:01
 
一般估算3%吧 
fred_fiskan
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  • 2012-2-29 21:02:06
 
一般漏感的为 1%--5%,2%为宜。
ljj1703
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  • 2012-3-1 16:32:43
  • 倒数9
 
2%,是指漏感为励磁电感的2%吧
上面9楼的回复中,第三条,怎么说到不宜将这个作为设计标准呵
kevinzhang
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  • 2012-3-1 22:43:57
  • 倒数8
 
漏感最好是在激磁电感Lm的1%左右,为好! 当然越低越好......
ljj1703
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  • 2012-3-1 16:28:39
  • 倒数10
 
耐心学习了,虽然有些地方看的不是很明白呵
zq4479
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版主
  • 2012-3-2 09:26:21
  • 倒数7
 
漏感是个很值得探讨的话题,
ljj1703
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  • 2012-3-2 10:16:19
  • 倒数6
 
希望论坛里面的大师发表高见,不要潜水呵
fred_fiskan
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  • 2012-3-2 11:13:08
  • 倒数5
 
说说你的看法喽!新上任版主哈。
ljj1703
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  • 2012-3-4 20:54:14
  • 倒数4
 
大家都说漏感应为变压器励磁电感的1%或者2%为好,可励磁电感又是怎么确定的呢?励磁电感与变压器的哪些参数有关,具体什么关系呢?
期待高手指点中!
fred_fiskan
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高级工程师
  • 2012-3-4 20:56:16
  • 倒数3
 
建议先弄清楚这几个概念,然后再拿一个实际的变压器看看喽。
理论结合实践。
ljj1703
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高级工程师
  • 2012-3-5 18:21:21
  • 倒数2
 
谢谢,,看了一些变压器资料与书籍,大概了解了每个参数的含义,可惜就是找不到励磁电感的计算公式,或者看到一些书上面推倒的公式都很繁琐,很难利用上的!
ljj1703
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高级工程师
最新回复
  • 2012-3-5 22:27:23
  • 倒数1
 
请各位大师指导一下,谢谢!
变压器漏感是变压器生产出来以后就固定了吗?
变压器漏感会不会随变压器的输入电压大小,输入电流大小产生变化呢?
比如说电路的输出电压是可调的,到变压器输入电压增加时,变压器的漏感就增加,当变压器的输入电压下降时,变压器的漏感会随之下降?这样理解对吗?
谢谢指导!
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