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开关电源变压器共模电感设计注意事项

2017-5-3 12:38| 编辑:电工学习网| 查看: 9523| 评论: 0

    在电源变压器的设计过程中,工程师们需要严格的计算并完成共模电感设计和数值选取,这直接关系到开关电源变压器的运行精度。在今天的文章中,我们将会就开关电源变压器的共模电感设计展开简要分析,看在电源变压器共模电感设计和计算过程中,都应该注意哪些问题。
    在电源变压器的设计和制作过程中,工程师所要进行的共模电感设计,其所需要的基本参数主要有三个,分别是输入电流,阻抗及频率,磁芯选取。先来看输入电流。这一参数值直接决定了绕组所需的线径。在线径的计算和选取时,电流密度通常取值为400A/cm³,但此取值须随电感温升的变化。通常情况下,绕组使用单根导线作业,这样可削减高频噪声及趋肤效应损失。
    在计算过程中,开关电源变压器共模电感的阻抗在所给的频率条件下,一般规定为最小值。串联的线性阻抗可提供一般要求的噪声衰减。但实际上,线性阻抗问题往往是最容易被人忽视的,因此设计人员经常以50W线性阻抗稳定网络仪来测试共模电感,并渐渐成为一种标准测试共模电感性能的方法。但所得的结果与实际通常有相当大的差别。实际上,共模电感在正常时角频首先会产生每八音度增加-6dB衰减(角频是共模电感产生-3dB)的频率此角频通常很低,以便感抗能够提供阻抗。因此,电感可以用这一公式来表达,即:Ls=Xx/2πf 。
    这里还有一个问题需要工程师需要注意,那就是在进行共模电感设计时须注意磁芯材料和所需的圈数问题。首先来看磁芯型号的选取问题,此时如果有规定电感空间,我们就按此空间来选取合适的磁芯型号,如没有规定,通常磁芯型号的随意选取。
    在确定了电源变压器的磁芯型号之后,接下来的工作就是计算磁芯所能绕最大圈数。通常来说,共模电感有两绕组,一般为单层,且每绕组分布在磁芯的每一边,两绕组中间须隔开一定的距离。双层及堆积绕组亦有偶尔使用,但此种作法会提高绕组的分布电容及降低电感的高频性能。由于铜线的线径已由线性电流的大小所决定,内圆周长可以由磁芯的内圆半径减去铜线半径计算得来。故最大圈数的就可以铜线加绝缘的线径及每个绕组所占据的圆周来计算。

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