
磁性材料和变压器的设计主要是三种。一种是由硅钢片组成的工频变压器,一种是铁硅铝铁粉芯磁环,另一种是由锰锌锌镍锌材料构成的磁环。三种应用场合适用于不同的场合,其中硅钢板主要用于工频变压器,因为U值在1.5K左右,中等,Bsat值大,高达1.5T,所以磁饱和强度。铁-硅-铝铁粉芯材料的U值低,通常在100附近,B值小于硅钢板的B值,但比高导电性材料(锰芯)大镍锌),主要用于直流分量较大的情况。例如,对于BUCK连续电流电路。锰芯镍锌磁导率非常高,可达10K,因此耦合非常好,主要用于小信号耦合传输。例如驱动信号以及电压和电流采样。这种材料可以满足灵敏度要求和适当的激励电流,主要是绕几圈。
讨论变压器设计和磁性材料
首先,我们知道变压器由励磁电感和理想变压器组成,当然还有初级和次级漏感。但是我们可以首先假设泄漏被忽略。然后,变压器的主要参数是励磁电流和匝数,即磁通势。这与B值直接相关。在其他条件下,NI越大,B值越大,磁饱和越容易。太好了,现在让我们讨论如何获取NI值以将B值保持在安全范围内。
我相信每个人都知道B=UH,这是定义的。 U是磁导率,是B与H的比率.U不是常数,但是在小H(常规材料)中B与H呈线性关系,并且H=KNI,K是比例常数,N是数字匝数,I是励磁电流。好吧,如果要减小B值,就必须减小NI乘积(同一磁环)。励磁电流I与电感成反比。如果电感增加,则励磁电流将下降,但是N将增加,否则电感将上升。我们知道电感与N ^ 2成正比,L∝N * N?μ。 U = LI/T,L的值代入U = N *N≤μ≤I/T。所以
B=μH=kμNI=k(μNUT)/(N ^ 2 *μ)=KUT/N
根据该公式,可知BN1/N。因此,增加N可以减小B值,因此从理论上讲应该让N值无限大,以使B不容易饱和,但实际情况总是有一定程度的,首先是我们的变压器功率。
因为我们总是必须输出一定量的功率,否则变压器将失去作用。由于输出功率肯定会在绕组上流过,因此如果输出功率很薄,则线路电压降会很大,线路损耗也会很大。如果线路较粗,则磁环的大小将受到限制,因此绕组不多,因此匝数受到限制。除非磁环扩大。当然,我们不必将B值设置得太小,否则磁环利用率会很低,因此我们必须采用一个平衡值。
因此,变压器设计首先考虑功率输出,然后确定需要多大的导线。确定导线直径后,选择磁环尺寸。根据磁环的大小获得合适的L值,在该值下计算I,然后乘以N以查看其是否超过B值。如果超过,则增加N直到B值在一定范围内(如果电线没有缠绕)更换较大体积的磁环。接下来,验证了为什么不增加电导率降低N以获得具有小体积磁环的高功率输出。