理论教育 变压器工作参数的优化设计

变压器工作参数的优化设计

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:变压器损耗主要包括铜损和铁损,在总损耗中所占比例不高,但降低难度极大。一方面可依据变压器散热条件,选择恰当铜损和铁损比例;另一方面,选择恰当的磁通密度和工作频率,对降低变压器损耗也有一定帮助。值得注意的是,一次侧励磁量增大的同时将加大开关管S1的占空比,导致磁通密度变化幅度变大,故应预防变压器磁饱和。本优化设计采用LCD缓冲电路,具体过程将在10.3.2节详述。

变压器工作参数的优化设计

变压器损耗主要包括铜损和铁损,在总损耗中所占比例不高,但降低难度极大。一方面可依据变压器散热条件,选择恰当铜损和铁损比例;另一方面,选择恰当的磁通密度和工作频率,对降低变压器损耗也有一定帮助。

反激式变换器中的变压器本质上是储能电感,具有较大的气隙,故漏感能量较大,最终被RCD钳位电路所消耗。因此,在满足主电路正常工作所需电感量的前提下,为了降低漏感对驱动电源效率的影响,可以减小漏感量,或者降低漏感占励磁电感的比例,或采取有效的措施循环利用漏感能量,具体方法如下[5]

(1)改变变压器绕组结构和绕制方法减小漏感

1)增强绕组间的耦合程度,可减小漏感。

2)绕组排列应平整密绕,并横跨骨架的整个宽度,以提高填充系数。

3)一次绕组使用漆包线,二次及辅助绕组采用三重绝缘线绕制。(www.daowen.com)

4)采用“三明治”结构,将一次绕组与二次绕组交替绕制。

(2)减小磁心气隙,提高一次侧励磁电感量

变压器的漏感基本不随气隙的变化而变化,所以漏感相对一次侧励磁电感的比例降低,漏感能量相应减少,削弱了对效率的影响。值得注意的是,一次侧励磁量增大的同时将加大开关管S1占空比,导致磁通密度变化幅度变大,故应预防变压器磁饱和。

(3)利用无源无损缓冲电路循环利用漏感能量

无源无损缓冲电路是指均由无源器件构成且几乎不产生损耗的电路。本优化设计采用LCD缓冲电路,具体过程将在10.3.2节详述。不用改变控制方式和主电路拓扑,只需将原先RCD钳位电路进行替换即可。不仅可减缓开关管电流及电压上升速率,减小开关损耗;而且还能将漏感能量回馈给电网,实现驱动电源效率的提升。

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