| 一、集肤效应和领近效应的产生和解决对策
在开发过程中,定位变压器温升过高的问题,排除外在因素,主要是考虑集肤效应和领近效应的影响;
集肤效应:属于导线本身磁场影响;如下图所示,在导线内部,磁场一进一出,磁场加强,就需要阻碍磁场的变化,进行相互抵消。边缘集中了电流,中间部分由于相反的电流,相互抵消,电流相对较少。因此形成了集肤效应;
集肤效应解决对策:实际调机中,需要计算电流密度和趋肤深度 ε。例如:铜线来说,公式可表达为 ε。=/根号F0;fo为开关频率;在25度时,选为7.62,在100度时,选为6.62;趋肤深度 ε。算出来后,再计算这时电流密度,和之前的电流密度相比较,可得出导线厚度选型是否合理,来解决集肤效应带来的温升问题。
领近效应:属于外部磁场对本身导线的影响,由于外部磁场,本身导线内部产生了不必要的涡流损耗(感应出电流),越是边缘,感应电流越大。因为相同磁感应强度B时,面积越大,感应电动势越大,因而感应电流越大。
领近效应解决对策:理解了领近效应的定义,那就从定义入手;外部磁场强度H越大,B=uH, 也就越大;如果我们变压器绕组绕法是,初级或者次级一次性绕完,根据我们绕制变压器可知,一起绕完,由于电流方向都是同向的,磁场强度肯定是叠加的。然后直接施加到别的导线上,造成导线的领近效应加强,损耗加大;那怎么减少这种影响呢,最好的方法是,交错绕制(最好是两边原边包副边)。磁场相互抵消;磁场减小了,领近效应的损耗也会减少。
集肤效应和领近效应是影响变压器温升的关键热源。因此,我们需要设计高频变压器和绕组相关的参数,以满足要求。设计步骤可以参考下面LLC高频变压器资料;步骤大概如下:
1、高频变压器原、副边侧绕组导线型号的选取:由趋肤深度 ε。推导;
2、高频变压器磁芯类型的选定 :AP法,以满足电源带过载,并留有一定裕量;
3、变压器原副边侧绕组匝数 NP 及有关参数:由电流密度等参数,计算每匝绕组多股导线的股数等
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