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关于正激电路的变压器是否要加气隙的讨论.

曾经在这里有过一个关于正激电路的变压器是否要加气隙的讨论,后来贴子已经沉下去了.而且也没有得出结论, 在此旧时重提. 大家有意见的赶快发表.
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huyuejin
LV.2
2
2005-01-26 17:52
为防变压器饱和,最好加少许
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ridgewang
LV.8
3
2005-01-27 10:34
@huyuejin
为防变压器饱和,最好加少许
不需要.从正激的原理可以理解,励磁的同时,传递能量.促使正激变压器受磁的,就是励磁电流.为了得到最大的效率,需要励磁电流越小越好,加气隙的结果适得其反,无形之中会增大励磁电流,同时剩磁也增大,漏感也增大.
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2005-01-27 10:43
@ridgewang
不需要.从正激的原理可以理解,励磁的同时,传递能量.促使正激变压器受磁的,就是励磁电流.为了得到最大的效率,需要励磁电流越小越好,加气隙的结果适得其反,无形之中会增大励磁电流,同时剩磁也增大,漏感也增大.
但加一点点气息也有它的道理!
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ridgewang
LV.8
5
2005-01-27 10:52
@电源柯南
但加一点点气息也有它的道理!
此话怎讲,除非你的磁芯内部的均匀性有问题.如果是磁芯内部的均匀性有问题,加点气隙是可以改善局部热点,改善内部温度和磁力线的均匀分布.但是对于一个工艺正常的磁芯这不是普遍现象,加气隙是没有必要,也不是必须的.
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baiyun
LV.4
6
2005-01-27 11:09
@ridgewang
此话怎讲,除非你的磁芯内部的均匀性有问题.如果是磁芯内部的均匀性有问题,加点气隙是可以改善局部热点,改善内部温度和磁力线的均匀分布.但是对于一个工艺正常的磁芯这不是普遍现象,加气隙是没有必要,也不是必须的.
如果批量生产,那变压器初级绕组的电感量是否要求一至,如果一至的话?是调节气隙来解决,还是改变接触面积的方法好一些.
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2005-01-27 11:19
@ridgewang
此话怎讲,除非你的磁芯内部的均匀性有问题.如果是磁芯内部的均匀性有问题,加点气隙是可以改善局部热点,改善内部温度和磁力线的均匀分布.但是对于一个工艺正常的磁芯这不是普遍现象,加气隙是没有必要,也不是必须的.
凡事都会有正反两面的!加了气息什么会改变呢,对什么有作用呢?不知道你看了赵老师的《开关电源中磁性元件》没有?它的书中有答案.
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jacki_wang
LV.11
8
2005-01-27 11:24
@ridgewang
不需要.从正激的原理可以理解,励磁的同时,传递能量.促使正激变压器受磁的,就是励磁电流.为了得到最大的效率,需要励磁电流越小越好,加气隙的结果适得其反,无形之中会增大励磁电流,同时剩磁也增大,漏感也增大.
呵呵,如果你做東西給日本的公司用,要求你在做動態的時候關機,變壓器不能有飽和出現,你就會知道加氣隙會有多可愛了,反正我是不會做了.
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lilylu
LV.4
9
2005-01-27 12:50
至于加不加气息要根据具体的电路来定啊,如果你有最大占空比限制保证即使在电压突变至最高或者突加负载等最恶劣的情况下,你的deltB都可以保证不至于使变压器饱和的话,是完全可以不用加的.但是如果要最大程度的利用磁心,没有很大裕量的时候,适当的加点气隙就变得很必要了,具体看你做的产品的要求了,不能一概而论.
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2005-01-27 13:17
@lilylu
至于加不加气息要根据具体的电路来定啊,如果你有最大占空比限制保证即使在电压突变至最高或者突加负载等最恶劣的情况下,你的deltB都可以保证不至于使变压器饱和的话,是完全可以不用加的.但是如果要最大程度的利用磁心,没有很大裕量的时候,适当的加点气隙就变得很必要了,具体看你做的产品的要求了,不能一概而论.
那你认为加气息是什么改变了呢?你回答这个关键的问题好吗?
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jacki_wang
LV.11
11
2005-01-27 13:32
@电源柯南
那你认为加气息是什么改变了呢?你回答这个关键的问题好吗?
加氣隙:
1.減小了電感.
2.激磁電流增大.
3.降低Br.
4.增加儲能能力,抗飽和好.
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2005-01-27 13:44
@jacki_wang
加氣隙:1.減小了電感.2.激磁電流增大.3.降低Br.4.增加儲能能力,抗飽和好.
再请问为什么加了气息会抗饱和好?
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grtang
LV.7
13
2005-01-27 14:55
@ridgewang
不需要.从正激的原理可以理解,励磁的同时,传递能量.促使正激变压器受磁的,就是励磁电流.为了得到最大的效率,需要励磁电流越小越好,加气隙的结果适得其反,无形之中会增大励磁电流,同时剩磁也增大,漏感也增大.
剩磁会增加吗?
我记得剩磁只与材质有关,与结构无关.
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2005-01-27 15:05
请看下面的文章,出自赵老师的书,这就是加气息的好处:
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/25/1106809512.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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jacki_wang
LV.11
15
2005-01-27 15:37
@电源柯南
再请问为什么加了气息会抗饱和好?
Le大大增加,同樣的NI對應的B小很多.
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lilylu
LV.4
16
2005-01-27 17:00
@电源柯南
那你认为加气息是什么改变了呢?你回答这个关键的问题好吗?
加气隙之后,磁心的磁滞回线发生了变化,Bs会变得比较大,所以不容易饱和,找本磁方面基础知识的书看看就清楚了.
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2005-01-27 17:02
@lilylu
加气隙之后,磁心的磁滞回线发生了变化,Bs会变得比较大,所以不容易饱和,找本磁方面基础知识的书看看就清楚了.
错!Bs不会变,看下面的文章!
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ridgewang
LV.8
18
2005-01-27 17:16
@jacki_wang
呵呵,如果你做東西給日本的公司用,要求你在做動態的時候關機,變壓器不能有飽和出現,你就會知道加氣隙會有多可愛了,反正我是不會做了.
这种情况只能是磁芯的选取,和产品自身的设计有问题.一个设计正确的变压器,在输出短路的情况下,磁芯都应该是不会饱和的.考虑磁芯的DELTAB值时,这点必须考虑,还要加上诸如流限延迟等诸多因数.这个以前论坛讨论过.
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lilylu
LV.4
19
2005-01-27 17:27
@电源柯南
错!Bs不会变,看下面的文章!
不好意思,我又大放撅词了,你说的很对,Bs不会变.
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ridgewang
LV.8
20
2005-01-27 17:32
@baiyun
如果批量生产,那变压器初级绕组的电感量是否要求一至,如果一至的话?是调节气隙来解决,还是改变接触面积的方法好一些.
我可以明确的告诉你,由于磁芯的个体差异(主要是磁导率不一致),相同匝数的情况下,不同变压器的相同绕组的电感量极有可能都不一致.电感量的大小主要是影响占空比,只要你在设计上注意最小小电感量(下限)的变压器不饱和就可以了,为什么要要求电感量的一致?难道真的人力资本很廉价呐!
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ridgewang
LV.8
21
2005-01-27 17:43
@电源柯南
请看下面的文章,出自赵老师的书,这就是加气息的好处:[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/25/1106809512.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
如果你非要注重体积的减小,那么我可以告诉你,这是特殊要求,不是正激电源变压器的普遍现象.在体积成为首要制约因素的时候,是可以采用这个办法的.不过,badboylb是否记得还有个法拉第定律呢:V=ns(db/dt),开气隙后db/dt是减小的,在截面积不变的情况下要得到同样的感生电压,次级的匝数是要增多呢还是减少?
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2005-01-27 17:47
@ridgewang
如果你非要注重体积的减小,那么我可以告诉你,这是特殊要求,不是正激电源变压器的普遍现象.在体积成为首要制约因素的时候,是可以采用这个办法的.不过,badboylb是否记得还有个法拉第定律呢:V=ns(db/dt),开气隙后db/dt是减小的,在截面积不变的情况下要得到同样的感生电压,次级的匝数是要增多呢还是减少?
请问你怎么会由法拉第定律得到dB/dt会变化呢?我认为如果你的圈数没有变的情况下,dB/dt不会变!
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2005-01-27 17:52
@ridgewang
如果你非要注重体积的减小,那么我可以告诉你,这是特殊要求,不是正激电源变压器的普遍现象.在体积成为首要制约因素的时候,是可以采用这个办法的.不过,badboylb是否记得还有个法拉第定律呢:V=ns(db/dt),开气隙后db/dt是减小的,在截面积不变的情况下要得到同样的感生电压,次级的匝数是要增多呢还是减少?
还有一问:难道圈数减少就只能降低体积吗?如果体积不变又如何?
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ridgewang
LV.8
24
2005-01-27 21:29
@电源柯南
请问你怎么会由法拉第定律得到dB/dt会变化呢?我认为如果你的圈数没有变的情况下,dB/dt不会变!
开气隙后,由于漏感的增加,次级线圈所包围的磁链是减少的.
其实最根本的问题是两个,一:励磁电流与输出电流并联,励磁电流的增大即意味着效率的降低.二:漏感增加,这个的危害就不说了.
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ridgewang
LV.8
25
2005-01-27 21:38
@电源柯南
还有一问:难道圈数减少就只能降低体积吗?如果体积不变又如何?
哈哈,那又何必如此折腾?
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2005-01-28 08:52
我来说一说我的看法:
加了气息,激磁电流会上升,但在较大功率的时候激磁电流只是很小的一部分,漏感会增加,磁芯损耗会增加,这个没错,但是我们所得到的好处是可以取较大的&B.那么我们的圈数就会降低,也就是增加铁损来换铜损的减小.(圈数少了,相同的变压器我们还可以加大绕组).你由此判断正激加气息效率就会减少有些武断.
其实最主要的还是看你的主要矛盾是什么,如果你变压器的铁损比铜损大,这个就起反作用了.但但你的铜损占大部分的话,在变压器不能增加大小的情况下增加气息是有必要的.而正激一般来说用到比较大的功率,而正激的铁损大概为全桥的1/3左右,一般来说正激的铁损都小于铜损.增加小量的气息就可以让铜损减少!当然这也会造成生产成本的提高,凡事都有两面,主要看你的主要矛盾是什么,才用适当的方法来解决它.
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lilylu
LV.4
27
2005-01-28 09:06
@电源柯南
我来说一说我的看法:加了气息,激磁电流会上升,但在较大功率的时候激磁电流只是很小的一部分,漏感会增加,磁芯损耗会增加,这个没错,但是我们所得到的好处是可以取较大的&B.那么我们的圈数就会降低,也就是增加铁损来换铜损的减小.(圈数少了,相同的变压器我们还可以加大绕组).你由此判断正激加气息效率就会减少有些武断.其实最主要的还是看你的主要矛盾是什么,如果你变压器的铁损比铜损大,这个就起反作用了.但但你的铜损占大部分的话,在变压器不能增加大小的情况下增加气息是有必要的.而正激一般来说用到比较大的功率,而正激的铁损大概为全桥的1/3左右,一般来说正激的铁损都小于铜损.增加小量的气息就可以让铜损减少!当然这也会造成生产成本的提高,凡事都有两面,主要看你的主要矛盾是什么,才用适当的方法来解决它.
您老终于现身说教来了,鼓掌鼓掌鼓掌!!!!!!!!!
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cmg
LV.9
28
2005-01-28 09:36
@电源柯南
我来说一说我的看法:加了气息,激磁电流会上升,但在较大功率的时候激磁电流只是很小的一部分,漏感会增加,磁芯损耗会增加,这个没错,但是我们所得到的好处是可以取较大的&B.那么我们的圈数就会降低,也就是增加铁损来换铜损的减小.(圈数少了,相同的变压器我们还可以加大绕组).你由此判断正激加气息效率就会减少有些武断.其实最主要的还是看你的主要矛盾是什么,如果你变压器的铁损比铜损大,这个就起反作用了.但但你的铜损占大部分的话,在变压器不能增加大小的情况下增加气息是有必要的.而正激一般来说用到比较大的功率,而正激的铁损大概为全桥的1/3左右,一般来说正激的铁损都小于铜损.增加小量的气息就可以让铜损减少!当然这也会造成生产成本的提高,凡事都有两面,主要看你的主要矛盾是什么,才用适当的方法来解决它.
由于现在电源的开关频率比较高,受铁损的限制,磁通的变化量很小.对单向磁化,根本就不用考虑磁通变化范围不够的问题.双向磁化的不存在这个问题.所以一般应用是不用加气息的.
    但有写特殊应用是需要的,如:利用电容来实现磁通复位的单端正激,如果励磁电感变化比较大,使电容很难选择,需要加一点点气息,来保证励磁电感的变化量很小.还有的要利用反激的能量,如用反激的能量来给正激供电等,需要加一点气息保证有足够的能量.正反激应用也是一个特例.
   具体情况具体分析.
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cmg
LV.9
29
2005-01-28 09:39
@电源柯南
请看下面的文章,出自赵老师的书,这就是加气息的好处:[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/25/1106809512.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
现在正激电源的工作频率都很高,磁心受磁损限制,Bs已经不是限制因素,因此Br也不是限制因素,书上说的情况是80,90年代初的事情了.
1
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asm
LV.8
30
2005-01-28 09:58
把电路拓扑定为正激的话,变压器是不用加气隙的,这时变压器激磁电流是很小的,基本上不用考虑变压器饱和问题.如果说开机瞬间变压器会出现饱和,这要在电路上想办法.
如果开关频率很高的话,为了减少磁滞损耗,加一点点气隙使磁滞曲线包围面积减少,达到减少磁滞损耗目的.但加气隙,漏磁增加,铜损增大.总的损耗是大了还是小了,仁者见仁,智者见智.
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2005-01-28 10:09
@cmg
由于现在电源的开关频率比较高,受铁损的限制,磁通的变化量很小.对单向磁化,根本就不用考虑磁通变化范围不够的问题.双向磁化的不存在这个问题.所以一般应用是不用加气息的.    但有写特殊应用是需要的,如:利用电容来实现磁通复位的单端正激,如果励磁电感变化比较大,使电容很难选择,需要加一点点气息,来保证励磁电感的变化量很小.还有的要利用反激的能量,如用反激的能量来给正激供电等,需要加一点气息保证有足够的能量.正反激应用也是一个特例.  具体情况具体分析.
我有点不太同意CMG的观点,这个不一定是八九十年代的事情!如果我们做通讯电源的DC/DC,它的输入是36V到72V,假设我们现在用电压控制芯片来实现的话,我们必须保证72V输入最大占空比的时候磁芯不能饱和,那就是deltB<0.3-0.1=0.2;假设为了满足holdup time 的要求,最低工作电压为30V,那么正常工作的时候deltB约为0.2×30/72=0.08,是不是太小了呢?如果加一点点气息的话,正常工作时候的deltB就可以变为约0.12,相当于加大了50%,那么线圈就可以减少50%!特别是一些有风扇可以吹到磁芯表面的电源,我们可以不必要在意磁芯的温升了.而这时候铜损可以大大降低.
这些都只是我的想法,其实我做的正激都没有加过气息的,还望批评指正.但我们公司AC的机种因为有PFC,&B可以取到0.15,但DC的却只有0.08,所以DC的DC/DC的变压器体积大于AC的DC/DC的变压器体积.还有一点,我发现有一个用移相全桥在有外加谐振电感的情况下还要开气息不知为什么,这是美国那边开发的机种.我一直想不明白.
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