很多書上寫著因為而反激變壓器要存儲能量,而正激不用,所以同樣的磁芯,正激做的功率大.但沒說為什么會這樣.
我有一點不明白的是,同樣的條件,正激和反激磁通擺幅差不多,匝數(shù)也差不多,這樣的話損耗基本相同,為什么說正激做的功率更大呢?
是因為反激變壓器漏感太大而限制了功率嗎?還是其他原因.
謝謝!
為什么同樣的磁芯,正激比反激做的功率大?
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根據(jù)趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中第98頁介紹的變壓器磁芯尺寸的方法來看(見下圖),理論上說,同一變壓器,在正激和反激變換器中所能輸出的功率是相同的,但是在實際中,有兩個方面使得反激變壓器所傳遞的功率要小于正激變壓器:1、由于反激變壓器要儲存能量,因此其磁芯必須要有較大的氣隙,而氣隙大了,變壓器的漏磁就多了,漏感比例也增加了(相對于正激變壓器),那么變壓器所傳遞的能量比正激變壓器就要少一些;2、由于漏磁多了,漏磁的磁力線切割繞組線圈所產生的能量損耗也多了,傳遞的能量也就少了.在反激變壓器的氣隙相對端面尺寸很小時,漏磁很小,它所能傳遞的功率跟正激變壓器基本相同,但當氣隙較大時(如EC35磁芯的氣隙大于1mm)則此種影響就可體現(xiàn)出來,當氣隙很大時(如EC35磁芯的氣隙大于3~5mm),則很嚴重了.相關原理及計算可參考趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中3.3.3節(jié)-氣隙磁導的計算的相關內容.
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@moreking
根據(jù)趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中第98頁介紹的變壓器磁芯尺寸的方法來看(見下圖),理論上說,同一變壓器,在正激和反激變換器中所能輸出的功率是相同的,但是在實際中,有兩個方面使得反激變壓器所傳遞的功率要小于正激變壓器:1、由于反激變壓器要儲存能量,因此其磁芯必須要有較大的氣隙,而氣隙大了,變壓器的漏磁就多了,漏感比例也增加了(相對于正激變壓器),那么變壓器所傳遞的能量比正激變壓器就要少一些;2、由于漏磁多了,漏磁的磁力線切割繞組線圈所產生的能量損耗也多了,傳遞的能量也就少了.在反激變壓器的氣隙相對端面尺寸很小時,漏磁很小,它所能傳遞的功率跟正激變壓器基本相同,但當氣隙較大時(如EC35磁芯的氣隙大于1mm)則此種影響就可體現(xiàn)出來,當氣隙很大時(如EC35磁芯的氣隙大于3~5mm),則很嚴重了.相關原理及計算可參考趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中3.3.3節(jié)-氣隙磁導的計算的相關內容.
無法上傳圖片,以下是上文想用圖片表示的內容
3 磁芯尺寸
(1)面積乘積法
有經驗的磁設計者決定磁芯的尺寸并不困難的.如果你是一個變壓器設計的新手,在初始估計磁芯尺寸時,往往感到無從下手.這是,只能根據(jù)使用要求,應用一些基本知識找到相應的磁芯.比較通用的方法是面積乘積法.它是磁芯截面積與線圈有效窗口面積的乘積.
在用面積乘積決定需要的磁芯時,與許多因素有關.磁芯處理功率的能力并不是隨面積乘積或磁芯體積線性變化的.較大的變壓器必須工作于低功率密度,因為散熱面增長低于產生損耗的體積的增加.例如一個球體,體積是隨半徑的立方增長,而表面積隨半徑的平方增長.熱環(huán)境也很難精確估計,強迫通風還是自然冷卻都影響允許損耗和溫升.以下公式提供一個面積乘積的粗略預計:
AP=Ae*Aw=(Po/(K*ΔB*fw))^(4/3) cm^4
其中
Ae-磁芯有效截面積(cm^2)
Aw-磁芯繞線窗口面積(cm^2)
Po-輸出功率(W);
ΔB-磁通密度變化量(T);
fT-變壓器工作頻率(Hz);
K-0.014(正激變換器,推挽中心抽頭),-0.017(全橋,半橋).(本人注:此系數(shù)反激和正激相同)
公式是基于線圈電流密度420A/cm2,并假定窗口充填系數(shù)是40%.
3 磁芯尺寸
(1)面積乘積法
有經驗的磁設計者決定磁芯的尺寸并不困難的.如果你是一個變壓器設計的新手,在初始估計磁芯尺寸時,往往感到無從下手.這是,只能根據(jù)使用要求,應用一些基本知識找到相應的磁芯.比較通用的方法是面積乘積法.它是磁芯截面積與線圈有效窗口面積的乘積.
在用面積乘積決定需要的磁芯時,與許多因素有關.磁芯處理功率的能力并不是隨面積乘積或磁芯體積線性變化的.較大的變壓器必須工作于低功率密度,因為散熱面增長低于產生損耗的體積的增加.例如一個球體,體積是隨半徑的立方增長,而表面積隨半徑的平方增長.熱環(huán)境也很難精確估計,強迫通風還是自然冷卻都影響允許損耗和溫升.以下公式提供一個面積乘積的粗略預計:
AP=Ae*Aw=(Po/(K*ΔB*fw))^(4/3) cm^4
其中
Ae-磁芯有效截面積(cm^2)
Aw-磁芯繞線窗口面積(cm^2)
Po-輸出功率(W);
ΔB-磁通密度變化量(T);
fT-變壓器工作頻率(Hz);
K-0.014(正激變換器,推挽中心抽頭),-0.017(全橋,半橋).(本人注:此系數(shù)反激和正激相同)
公式是基于線圈電流密度420A/cm2,并假定窗口充填系數(shù)是40%.
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@閑人
如你所說,同樣的條件,正激和反激磁通擺幅差不多,但是反激有直流分量,所以,它的峰值要大得多,更容易飽和了.
假如反激電源工作在DCM模式,是不是變壓器最大可用ΔB跟正激電源一樣?那功率也就一樣了吧.而對于工作于CCM模式的反激變壓器,其實和DCM時的功率是一樣的,因為反激變壓器初級匝數(shù)是根據(jù)最大電流值來計算的,而不是根據(jù)電流變化值來計算,最大電流值處即為磁芯的最大B值處,因此也就一樣了
其實這個公式是不適用于CCM模式反激變壓器的,書本的作者也沒說適用于反激變壓器,適用于反激變壓器的公式需要另外推導,公式的表現(xiàn)形式可能跟這個公式有差異,但計算的數(shù)值應該是一樣的,就象反激和正激變壓器初級匝數(shù)計算公式一樣,表面上看相差很大,但實質是一樣的.
其實這個公式是不適用于CCM模式反激變壓器的,書本的作者也沒說適用于反激變壓器,適用于反激變壓器的公式需要另外推導,公式的表現(xiàn)形式可能跟這個公式有差異,但計算的數(shù)值應該是一樣的,就象反激和正激變壓器初級匝數(shù)計算公式一樣,表面上看相差很大,但實質是一樣的.
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@moreking
假如反激電源工作在DCM模式,是不是變壓器最大可用ΔB跟正激電源一樣?那功率也就一樣了吧.而對于工作于CCM模式的反激變壓器,其實和DCM時的功率是一樣的,因為反激變壓器初級匝數(shù)是根據(jù)最大電流值來計算的,而不是根據(jù)電流變化值來計算,最大電流值處即為磁芯的最大B值處,因此也就一樣了其實這個公式是不適用于CCM模式反激變壓器的,書本的作者也沒說適用于反激變壓器,適用于反激變壓器的公式需要另外推導,公式的表現(xiàn)形式可能跟這個公式有差異,但計算的數(shù)值應該是一樣的,就象反激和正激變壓器初級匝數(shù)計算公式一樣,表面上看相差很大,但實質是一樣的.
對同一付磁芯而言,可存儲(反激)或傳遞(正激)的能量應該是相同的,個人認為正激與反激的功率區(qū)別,不能認為是氣隙的因素!而因該歸咎于不同的工作方式!
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@moreking
根據(jù)趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中第98頁介紹的變壓器磁芯尺寸的方法來看(見下圖),理論上說,同一變壓器,在正激和反激變換器中所能輸出的功率是相同的,但是在實際中,有兩個方面使得反激變壓器所傳遞的功率要小于正激變壓器:1、由于反激變壓器要儲存能量,因此其磁芯必須要有較大的氣隙,而氣隙大了,變壓器的漏磁就多了,漏感比例也增加了(相對于正激變壓器),那么變壓器所傳遞的能量比正激變壓器就要少一些;2、由于漏磁多了,漏磁的磁力線切割繞組線圈所產生的能量損耗也多了,傳遞的能量也就少了.在反激變壓器的氣隙相對端面尺寸很小時,漏磁很小,它所能傳遞的功率跟正激變壓器基本相同,但當氣隙較大時(如EC35磁芯的氣隙大于1mm)則此種影響就可體現(xiàn)出來,當氣隙很大時(如EC35磁芯的氣隙大于3~5mm),則很嚴重了.相關原理及計算可參考趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中3.3.3節(jié)-氣隙磁導的計算的相關內容.
明白了,謝謝!
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@moreking
假如反激電源工作在DCM模式,是不是變壓器最大可用ΔB跟正激電源一樣?那功率也就一樣了吧.而對于工作于CCM模式的反激變壓器,其實和DCM時的功率是一樣的,因為反激變壓器初級匝數(shù)是根據(jù)最大電流值來計算的,而不是根據(jù)電流變化值來計算,最大電流值處即為磁芯的最大B值處,因此也就一樣了其實這個公式是不適用于CCM模式反激變壓器的,書本的作者也沒說適用于反激變壓器,適用于反激變壓器的公式需要另外推導,公式的表現(xiàn)形式可能跟這個公式有差異,但計算的數(shù)值應該是一樣的,就象反激和正激變壓器初級匝數(shù)計算公式一樣,表面上看相差很大,但實質是一樣的.

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@moreking
無法上傳圖片,以下是上文想用圖片表示的內容3磁芯尺寸(1)面積乘積法有經驗的磁設計者決定磁芯的尺寸并不困難的.如果你是一個變壓器設計的新手,在初始估計磁芯尺寸時,往往感到無從下手.這是,只能根據(jù)使用要求,應用一些基本知識找到相應的磁芯.比較通用的方法是面積乘積法.它是磁芯截面積與線圈有效窗口面積的乘積.在用面積乘積決定需要的磁芯時,與許多因素有關.磁芯處理功率的能力并不是隨面積乘積或磁芯體積線性變化的.較大的變壓器必須工作于低功率密度,因為散熱面增長低于產生損耗的體積的增加.例如一個球體,體積是隨半徑的立方增長,而表面積隨半徑的平方增長.熱環(huán)境也很難精確估計,強迫通風還是自然冷卻都影響允許損耗和溫升.以下公式提供一個面積乘積的粗略預計:AP=Ae*Aw=(Po/(K*ΔB*fw))^(4/3) cm^4其中Ae-磁芯有效截面積(cm^2)Aw-磁芯繞線窗口面積(cm^2)Po-輸出功率(W);ΔB-磁通密度變化量(T);fT-變壓器工作頻率(Hz);K-0.014(正激變換器,推挽中心抽頭),-0.017(全橋,半橋).(本人注:此系數(shù)反激和正激相同)公式是基于線圈電流密度420A/cm2,并假定窗口充填系數(shù)是40%.
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@moreking
根據(jù)趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中第98頁介紹的變壓器磁芯尺寸的方法來看(見下圖),理論上說,同一變壓器,在正激和反激變換器中所能輸出的功率是相同的,但是在實際中,有兩個方面使得反激變壓器所傳遞的功率要小于正激變壓器:1、由于反激變壓器要儲存能量,因此其磁芯必須要有較大的氣隙,而氣隙大了,變壓器的漏磁就多了,漏感比例也增加了(相對于正激變壓器),那么變壓器所傳遞的能量比正激變壓器就要少一些;2、由于漏磁多了,漏磁的磁力線切割繞組線圈所產生的能量損耗也多了,傳遞的能量也就少了.在反激變壓器的氣隙相對端面尺寸很小時,漏磁很小,它所能傳遞的功率跟正激變壓器基本相同,但當氣隙較大時(如EC35磁芯的氣隙大于1mm)則此種影響就可體現(xiàn)出來,當氣隙很大時(如EC35磁芯的氣隙大于3~5mm),則很嚴重了.相關原理及計算可參考趙修科主編的《開關電源中磁性元器件》一書中3.3.3節(jié)-氣隙磁導的計算的相關內容.
新手學習,看完之后學到很多,可能我理解的比較慢,我想您能不能給出具體的數(shù)據(jù)分析,同一變壓器在正激和反激中功率是相同的,但在應用中,變壓器在反激中傳遞的功率要小,這個小要小多少,就您給出的兩個原因,每個原因又分別是減少的傳遞功率的比例是多少。
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