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关于反激变压器原边匝数的计算,匝数多了磁芯会饱和,还是匝数少了会...

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oyjh81
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初级工程师
  • 2021-2-16 19:04:16
    我在看电源书籍的时候,看到反激变压器人匝数计算公式:N=U*D/B*AE *F ,这个是变压器原边最小匝数计算公式。说是为了保证工作时磁芯不饱和,但是书上又说,N不可太多,太多匝数会造成磁饱和 B*AE=I*N/Rm。看起来有矛盾,N太少 磁芯会饱和,N太多磁芯也会饱和,真的是非常的奇怪。   经过我的仔细思考,发现了其中的关联:1.在一定负载情况下,如果原边绕组的伏秒积不变得前提下,增加匝数N 磁通密度肯定是下降的。
                                                             2.在增加原边匝数后,想要保证伏秒积不变,必须保证电感L不变,就是要通过增加气息保证电感L不变,V*T=L*I,                                                                 3.如果只增加原边匝数,但是不管原边电感L,假如原边匝数增加M倍,电感量增加M2,要保证带负载,电流I是不能减少的,这样就导致 伏秒积是原来的M*M倍,磁感应强度B=伏秒积/N/AE ,所以,B就会变成原来的 M倍。

                                                             4.保证L不变,增加N 可减少B,但是如果只增加N,却不管电感L,B就会大幅上升,引起磁饱和。                                                             5.在正激变压器中,曾加N,不会出现磁饱和情况。

oyjh81
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初级工程师
  • 2021-2-17 21:49:54
 
顶一下,不知我的分析有没有道理。
hunter4051
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  • 2021-2-18 17:56:54
 
BMAX =(IP*LP) /(NP*AE)
oyjh81
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初级工程师
  • 2021-2-19 23:27:54
 
这个公式就可以说明一切,不错。
qq444970660
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助理工程师
  • 2021-4-10 19:55:46
 
这式子才是关键。
nanguo2206
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高级工程师
  • 2021-5-28 13:42:24
  • 倒数8
 
这个公式里面,假定LP不变,NP越大,Bmax越小,越不容易饱和。
但是LP是磁导率和匝数N的函数;

LP=u0ur*N^2*Ae/L

u0ur是等效磁导率(与磁芯磁导率和气隙大小有关,气隙越大,等效磁导率越小),Ae,L是磁芯的参数:截面积和磁路长度。


如果假定LP不变的情况下讨论,则磁导率与N^2成反比;所以要降低Bmax,需要增大NP,同时要开更大的气隙保证LP不变。



nanguo2206
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高级工程师
  • 2021-5-28 13:53:50
  • 倒数7
 
如果没有LP不变的提前,

BMAX =u0ur*H
           =u0ur*N*IP/L


气隙不变,匝数越大,越容易饱和。




zjw631114
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副总工程师
  • 2021-5-28 14:29:20
  • 倒数6
 
何出此言???!!!
nanguo2206
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高级工程师
  • 2021-5-28 18:43:20
  • 倒数4
 
这个结论需要假设【气隙不变】【峰值电流Ip不变】,跟楼主的第4点和6楼得出的结论是一样的,应该没有问题。所以看上有些反经验,
举个例子:

一个QR Flyback,满载峰值电流IP为1.2A,设计励磁电感量为500uH,Np为50T,用AE 40mm^2的磁芯,对应Bmax=0.3;

如果增大变压器的圈数Np到100T(匝比不变),此时,励磁电感量为2000uH(估算),QR的工作频率相比之前会很低,此时对应的Bmax=0.6;

如果磁芯的饱和磁密度B为0.48,那就饱和了。
zjw631114
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LV8
副总工程师
  • 2021-5-28 20:01:49
  • 倒数3
 
如果没有LP不变的提前,

BMAX =u0ur*H
           =u0ur*N*IP/L


气隙不变,匝数越大,越容易饱和。

气隙不变,假定匝数翻倍,则:电感是原来的4倍,电流是原来的1/4倍,BMAX =u0ur*H
           =u0ur*(2*N*)*(1/4*IP)/L=(1/2)*u0ur*N*IP/L(磁通密度是原来的一半)




nanguo2206
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高级工程师
  • 2021-5-28 21:24:19
  • 倒数2
 
你是默认在定频系统,频率不变,IP下降为原来的1/4。


QR 反激的变频的,IP是不变的。

我这个例子是想表达,不改气隙,只增大圈数,变压器励磁电感Lp的饱和电流减小了。
zjx666
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最新回复
  • 2021-5-30 15:16:09
  • 倒数1
 
我都是按这个公式计算
nc965
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  • 2021-2-22 21:03:59
 
是否饱和由气隙控制,不由匝数
Coming.Lu
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  • 2021-2-23 08:23:03
 
同样感量,匝数少的容易饱和(同磁芯规格,不同气隙)。
同样的磁芯(气隙也一样),匝数多的容易饱和。
hunter4051
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  • 2021-4-9 00:28:54
 
楼上说的详细
tmcent
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  • 2021-3-14 09:47:28
 
匝数少了会饱和,多了不会饱和
tmcent
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总工程师
  • 2021-4-9 09:18:17
 
正激一般可以增加匝数,但成本也高了
boy59
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  • 2021-4-11 12:02:14
 
举个例子,假设变压器感量低了根据L=N2*Ac/Lg可通过增加匝数N来增加感量,当匝数N变大后根据B=μ*N*I(μ=Le/Lg)变压器容易饱和,
为了防止饱和只能增加气隙Lg,再看第一个式子当Lg大了后感量又降低了如此循环下去……

这种设计方法是比较片面的看不出变压器的总体工况,而以变压器的总功率入手进行设计会比较清晰。
变压器匝比.jpg
恒定功率下变压器磁芯的Bm和绕组的Jm跟匝数的关系如上图,匝数越大绕组处理的功率越多极限情况是空心电感,反之如果有高Bm的磁芯则绕组绕一圈就够了。
根据上图关系可以先选出一个合适的匝数,当匝数定下来之后再根据需要的感量来计算气隙,此时计算出来的气隙一定是满足要求的因为功率已经满足要求。
(图中公式仅供参考)
xy_2014
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初级工程师
  • 2021-5-27 16:48:31
  • 倒数10
 
请教个问题,你说的JM是指什么?
看了半天不知道这个JM代表什么,谢谢!
boy59
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  • 2021-5-27 16:55:36
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Jm是最大电流密度,单位是A/cm^2
joezzhang
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  • 2021-5-28 15:09:22
  • 倒数5
 
反激变压器是需要储能的,所以不是正统意义上单纯的变压器

首先要保证选定的磁芯能够满足储能要求,即L*(Ip2-IDC2)*f为定值

同时又有V*D/f=L*(Ip-IDC)= Bm*Ae*Np

所以 Bm*Ae*Np*(Ip+IDC)*f为定值

对于选定的磁芯,Ae就确定不变了,要使磁芯不饱和,那么Bm根据磁性材料的特性也需要小于某个值

现在剩下4个变量:Np,Ip,IDC,f

如果是DCM模式,IDC=0,那就是3个变量,Ip,Np和f
所以DCM模式,在Ip和f不变或增大的前提下,增大Np可以让磁芯更不容易饱和;如果Ip和f有一个或者两个都变小,那么增大Np还是有可能让磁芯不饱和的,但要看减小和增大的比例能否最终平衡

CCM模式多一个IDC,情况会更复杂一些,但不管怎么说,在传递功率一定的条件下,增加Np总是有助于降低Bm
如果增加了Np还是出现了饱和,那是因为其他变量因为Np的增加出现了改变导致的,增加Np不会是直接原因
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