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AP算法系列之一-----电源变压器<原创>

经过这几天的推导和实际验证,并且受qaz33510发的文章的启发,终于完成了变压器及电感器件的不同AP值的计算公式的验算.
  在此系列公式以前曾经在网上流传着很多的AP算法的版本,各位网友也曾经讨论过,不过公式计算的结果和实际采用的磁芯尺寸有很大的偏差.但是不能就说这些AP的算法说是错误的,它们只是应用的场合不同,分析的对象不同,所以就存在着很大的误差.
   当然本人公布的这些公式也不能说100%与实际毫无偏差.电子变压器体积大小的确定受功率、温升、效率、电流密度等值的制约,不同的工作条件可能会产生不同实际效果,而理论假设的值并不可能是实际的工作值,所以误差再说所难免.我们所要做的就是尽可能接近事实.好的,闲话少说,言归正传.请看
AP算法系列之一 ----电源变压器(AC电感器)
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133826909.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

计算举例:
一个输出功率6W的小型变压器,根据公式计算如下:
设变压器效率为0.8,Bm取1.4,Ku为0.4,允许温升50度Kj取534,工频50HZ
AP=((6/0.8+6)*10000/2.22*1.4*50*0.4*534)^1.14
  =(135000/33193)^1.14
  =4.95  cm^4

根据资料EI-41  Wa:1.68cm^2   舌宽:1.3cm
Ae=Ap/Wa=4.95/1.68=2.95cm^2
叠厚=Ae/舌宽=2.95/1.3=2.26cm
这样就计算出,一个6W输出的变压器,允许最高温升50度的条件下采用EI-41*22的型号就可以了.
对比电源变压器设计经常使用的Ae=1.2SQRT(P)计算叠厚2.26cm一致.
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aoxl421
LV.3
2
2005-12-05 21:48
很好,有很大的帮助!!谢谢!!
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qaz33510
LV.9
3
2005-12-05 22:17
为什么分母里的是2.22,而不是4.44 ?
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2005-12-06 07:59
昨天回去又算了一遍,发现原来的有点错误,现已更正,原来计算可能体积偏小,现在计算的体积又有点偏大,不过如果将效率和B值的取值加大,计算的AP值和实际差不多了.
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2005-12-06 08:06
@qaz33510
为什么分母里的是2.22,而不是4.44?
如果用2.22计算结果是用EI-41*11的就能做到6W的变压器,和实际使用的不符合,所以我认为原来的计算公式要修正,同样开关电源变压器的AP计算结果和最后的使用的也不符合,相差接近两倍的值.所以也要修正,现在公式我已推导出来,只差最后的验算工作,完成后我会公布出来的.
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2005-12-06 08:56
@七年之痒
昨天回去又算了一遍,发现原来的有点错误,现已更正,原来计算可能体积偏小,现在计算的体积又有点偏大,不过如果将效率和B值的取值加大,计算的AP值和实际差不多了.
公式里面没有F(变压器工作频率)对AP值的影响,Bm取1.4T,好像太大了,要不要参考磁芯损耗取值,不过有温升这个参数,设计却是方便多了.
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2005-12-06 09:04
@路过炊烟
公式里面没有F(变压器工作频率)对AP值的影响,Bm取1.4T,好像太大了,要不要参考磁芯损耗取值,不过有温升这个参数,设计却是方便多了.
这个公式只是工频变压器和电感器适用,对于开关电源变压器不是使用这个公式的.Bm取值对于工频来说并不很大,现在的H50N铁心材料Bm都在1.6T左右的.
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qaz33510
LV.9
8
2005-12-06 16:15
@七年之痒
如果用2.22计算结果是用EI-41*11的就能做到6W的变压器,和实际使用的不符合,所以我认为原来的计算公式要修正,同样开关电源变压器的AP计算结果和最后的使用的也不符合,相差接近两倍的值.所以也要修正,现在公式我已推导出来,只差最后的验算工作,完成后我会公布出来的.
如果用Pt,始终认为4.44 才对,你说和实际使用差倍,可否提供实例参考数据?
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2005-12-06 16:31
@qaz33510
如果用Pt,始终认为4.44才对,你说和实际使用差倍,可否提供实例参考数据?
你说的是开关电源变压器吧?以前在设计时,不凭经验,而纯以公式计算来看,和实际相差很大,差倍是个极端,也有可能是使用的公式不同.
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qaz33510
LV.9
10
2005-12-06 17:22
@七年之痒
你说的是开关电源变压器吧?以前在设计时,不凭经验,而纯以公式计算来看,和实际相差很大,差倍是个极端,也有可能是使用的公式不同.
说的是50/60Hz的变压器,你将4.44改为2.22,不是因为你觉得实际与理论计算差一倍吗,所以想问你有没有实质数据支持你的做法.到底是理论上的问题,还是应用上的问题 ?
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2005-12-06 17:30
@qaz33510
说的是50/60Hz的变压器,你将4.44改为2.22,不是因为你觉得实际与理论计算差一倍吗,所以想问你有没有实质数据支持你的做法.到底是理论上的问题,还是应用上的问题?
有呀,就是因为用4.44计算的结果我实验的结果相差了很多才去改的,可是不是随便改的,可以用公式推导出来的.
就用6W的变压器为列,经验计算用EI-41*20.5  H50N的铁心的,实测温升不会超过40度,用EI41*11的温升肯定很高.
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qaz33510
LV.9
12
2005-12-06 18:15
@七年之痒
有呀,就是因为用4.44计算的结果我实验的结果相差了很多才去改的,可是不是随便改的,可以用公式推导出来的.就用6W的变压器为列,经验计算用EI-41*20.5  H50N的铁心的,实测温升不会超过40度,用EI41*11的温升肯定很高.
可否看看你的推导过程? 你的例子是6W,那么60W的,200W的,也相差一倍?
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nuonuo
LV.3
13
2005-12-06 19:48
@七年之痒
这个公式只是工频变压器和电感器适用,对于开关电源变压器不是使用这个公式的.Bm取值对于工频来说并不很大,现在的H50N铁心材料Bm都在1.6T左右的.
七年师傅我上次向你我的AP
AP=954cm4
这个要用E多少才能做.
条件:
  直流:90-130A
   电感:0.5mh
   采用E型.
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2005-12-07 10:03
公式推导过程:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133920949.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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qaz33510
LV.9
15
2005-12-07 11:09
@七年之痒
公式推导过程:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133920949.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
错矣.
问题出在式1-11,那个‘初’ 字不应该加上去,它原本已经是全部充份地反映了各参数的关系,你加上初次两字,便等如是重复了,计双倍了,结果是把4.44变成2.22了
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2005-12-07 11:22
@qaz33510
错矣.问题出在式1-11,那个‘初’字不应该加上去,它原本已经是全部充份地反映了各参数的关系,你加上初次两字,便等如是重复了,计双倍了,结果是把4.44变成2.22了
呵呵!这就被你看出来,不简单.
那么关于WaAe=WaAe初+WaAe次这个等式你怎样看?
你认为原先的公式是正确的吗?计算是准确的吗?
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qaz33510
LV.9
17
2005-12-07 12:20
@七年之痒
呵呵!这就被你看出来,不简单.那么关于WaAe=WaAe初+WaAe次这个等式你怎样看?你认为原先的公式是正确的吗?计算是准确的吗?
WaAe=(Wa1+Wa2)*Ae = WaAe初+WaAe次 是可以的.
原先的公式1-11在假设 Wa初 等於 0.5Wa时是对的,0.6 时就不一样的了.
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2005-12-08 08:05
@qaz33510
WaAe=(Wa1+Wa2)*Ae=WaAe初+WaAe次是可以的.原先的公式1-11在假设Wa初等於0.5Wa时是对的,0.6时就不一样的了.
痒哥又开课了-_-!
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2005-12-09 16:57
@山东专业变压器生产商
痒哥又开课了-_-!
好貼
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liuhaigang
LV.2
20
2005-12-10 16:17
@poweroneworld
好貼
七哥能否讲讲1-4的代入后的具体公司,将1.11代入后看不明白,望讲一下!谢谢
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换口气
LV.5
21
2005-12-19 21:37
@liuhaigang
七哥能否讲讲1-4的代入后的具体公司,将1.11代入后看不明白,望讲一下!谢谢
up
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fohoho
LV.1
22
2005-12-26 11:11
@换口气
up
我是初学者,能告诉我交流电感设计也是用同样的方法吗?
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chenhjun
LV.3
23
2005-12-26 14:57
@七年之痒
公式推导过程:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133920949.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
你好,我怎么就觉得Pt=Po/η+Po这个公式有点不对啊,这样算的话是不是多了一个Po哪.照这么算的话那功率因素岂不是不到0.5?
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chenhjun
LV.3
24
2005-12-26 15:02
@七年之痒
公式推导过程:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133920949.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
就像qaz33510说的一样,计算双倍了啊.Pin本身就是Po加上变压器的损耗,我也是刚接触的,有点不明白,请说明一下.谢谢!
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fohoho
LV.1
25
2005-12-26 15:05
@chenhjun
就像qaz33510说的一样,计算双倍了啊.Pin本身就是Po加上变压器的损耗,我也是刚接触的,有点不明白,请说明一下.谢谢!
变压器的功率好象是这样算的.
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chenhjun
LV.3
26
2005-12-26 16:41
@fohoho
变压器的功率好象是这样算的.
那假设我要得到10W的Po时,是不是就得有10/η的无用功?那不是太浪费了吗?
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chenhjun
LV.3
27
2005-12-26 16:43
@fohoho
变压器的功率好象是这样算的.
我只是觉得不是很合理
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szlimi
LV.1
28
2006-01-29 18:05
@七年之痒
公式推导过程:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/36/1133920949.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
好贴!我在找的就是这个了!谢谢!
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po663340
LV.1
29
2006-02-11 18:14
@chenhjun
就像qaz33510说的一样,计算双倍了啊.Pin本身就是Po加上变压器的损耗,我也是刚接触的,有点不明白,请说明一下.谢谢!
我也不明白
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麥子
LV.6
30
2006-02-15 14:39
請問在Magnetics目錄(4.6)中可以看到Wa*Ae輿P的關係,AP法是否輿之原理相同,若相同,請告知Wa*Ae對應的P是否僅僅為初級或者次極單邊功率?還是為輸入輸出之和,實際承受功率為其1/2.
  請告知.
謝謝!
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3721a
LV.4
31
2006-02-17 15:32
@麥子
請問在Magnetics目錄(4.6)中可以看到Wa*Ae輿P的關係,AP法是否輿之原理相同,若相同,請告知Wa*Ae對應的P是否僅僅為初級或者次極單邊功率?還是為輸入輸出之和,實際承受功率為其1/2.  請告知.謝謝!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/38/1140161525.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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