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看版主讲解电源效率的磁性元件损耗

作者:时间:2013-12-25来源:网络收藏
wrap: break-word; text-indent: 2em; line-height: 24px; color: rgb(62, 62, 62); font-family: Tahoma, Arial, sans-serif; font-size: 14px; text-align: justify; ">先说直流阻抗,形成原因上面说了。下面我们来分析怎样减少直流

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227253.htm

首先,给出直流计算公式:Pdc=(Irms)^2*Rdc

由上面的公式可见,对于电流有效值一定的情况下,只要降低绕组的直流等效电阻就可以降低绕组的直流。我们知道绕组的电阻与材质,长度,截面积甚至温度(关系很小)等有关,那么我们就可以采用如下方法来降低绕组的直流损耗:

1、采用电阻率小的导体来绕制变压器,一般采用铜漆包线,尽量不用铜包铝漆包线或铝漆包线

2、在变压器窗口面积允许的情况下,尽量用大一点的等效截面积的漆包线(单根线不要超出穿透深度,后面会分析)

3、适当减少绕组的匝数(会增加铁损),慎用!

网友allen-leon:

适当减少绕组的匝数(会增加铁损),慎用?可否请讲讲为何减小绕组匝数慎用?

答:减少匝数的话,就意味着变压器的磁通密度变化范围更宽,引起铁损的增加。所以,需要谨慎考虑使用。

网友jepsun:

冰老师:用铜包铝的线怎么样?

答:用铜包铝线的话,同样线径的漆包线,直流阻抗会增加,发热更大。交流损耗包含很多方面,如漏感与层间电容的振荡引起的损耗,布线杂散电感与杂散电容引起的损耗等等,但最主要的就是集肤效应与临近效应引起的损耗。

先来看看集肤效应的定义:

集肤效应又叫趋肤效应,是指导体通过交流电流时,在导体截面中,存在边缘部分电流密度大,中心部分电流密度小的现象。

肌肤效应产生的原理比较复杂,简单的表述为:

看版主讲解电源效率的磁性元件损耗

如上图,设流过导体的电流为i,方向如图。根据右手法则, 则要产生m.m.f的磁场,并垂直电流方向,如图的八个小圆圈就是进入与离开道题的磁力线。根据法拉第电磁感应,磁力线通过导体会产生涡流,方向如图中8个小圆圈周围的大圆圈方向所示。

由图可知,涡流的方向加强了导体边缘电流,抵消了导体中心的电流,这便是集肤效应产生的原理。

关于集肤效应,赵修科老师在《开关电源中的》一书中有过详细的论述

看版主讲解电源效率的磁性元件损耗

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在这里再引入一个名词:穿透深度

定义:当导通流过高频电流时,由于趋肤效应导致电流从导通表层流过,此表层的厚度称为穿透深度或趋肤深度,用“Δ”表示。需要说明的是穿透深度指的是导体的半径。穿透深度跟工作温度,导体的电阻率,导体的相对磁导率以及频率等因素有关。

其计算公式为:

Δ=65.5/√f(mm) 20℃

Δ=76.5/√f(mm) 100℃

公式我就不推导了,有兴趣可以参阅相关资料。

由上面的公式不难看出,工作频率越高,导线的穿透深度就越低,所以广大工程师在设计变压器的时候,一定要考虑频率对导线的穿透深度影响。

网友wsh5106:



关键词: 电源效率 磁性元件 损耗
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