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【原创】电源效率讨论系列三:变压器绕制工艺

之前的讨论

电源效率讨论系列一:次级整流二极管的损耗

电源效率讨论系列二:磁性元件的损耗

许多的工程师对变压器的绕制工艺把握不准,导致做出来的产品,反复的调试才能符合初始的设计参数要求

变压器的工艺设计涉及到的东西太多了,下面我们就来慢慢的讨论下各种绕制工艺对电源各项参数的影响。

先挖个坑,空时慢慢填土。

后续讨论

【原创】变压器绕制工艺 (第二季--驱动变压器)

【原创】变压器绕制工艺 (第三季--变压器分布电容)

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chendelei
LV.8
2
2010-08-19 12:31
顶.......
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chendelei
LV.8
3
2010-08-19 12:32
@chendelei
顶.......

期待很久了.慢慢听.....

0
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2010-08-19 15:37

呵呵,第一铲土来了

要想把变压器设计好,首先就需要选择好变压器

变压器的选择受到很多的因素制约,以前我在很多帖子中多次说过,这里再次重复下

首先,需要计算好变压器的Ap值,计算方法坛子里有很多相关的帖子,大家可以搜下,我在这里就不在赘述了。

得到Ap值之后,我们就要根据电源的结构尺寸来初步选择变压器,包括变压器的高度,宽度以及长度。

当电源的整体高度有限制时,就需要考虑扁平型的变压器,卧式变压器是首选。常见的有EE系列,EC系列,ER系列的卧式变压器,EF系列与EFD系列变压器;如果是超薄的适配器与LED日光灯内置电源,可以考虑平面变压器。

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maxfox
LV.2
5
2010-08-19 15:40
抢个沙发。等搂主大作
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2010-08-19 16:11
@心中有冰
呵呵,第一铲土来了要想把变压器设计好,首先就需要选择好变压器变压器的选择受到很多的因素制约,以前我在很多帖子中多次说过,这里再次重复下首先,需要计算好变压器的Ap值,计算方法坛子里有很多相关的帖子,大家可以搜下,我在这里就不在赘述了。得到Ap值之后,我们就要根据电源的结构尺寸来初步选择变压器,包括变压器的高度,宽度以及长度。当电源的整体高度有限制时,就需要考虑扁平型的变压器,卧式变压器是首选。常见的有EE系列,EC系列,ER系列的卧式变压器,EF系列与EFD系列变压器;如果是超薄的适配器与LED日光灯内置电源,可以考虑平面变压器。
而如果PCB的空间有限,应该选择PQ,RM,或者罐形磁芯,因为这些磁芯的截面积大,占用空间小,可以输出更大的功率
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2010-08-19 16:47
先坐下,慢慢听
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2010-08-19 16:48
@湘西人家
先坐下,慢慢听
期待中
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2010-08-19 16:54
占个位!
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chendelei
LV.8
10
2010-08-19 18:03
@liuhueiwww
占个位!

再顶......

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2010-08-19 21:01

继续填土

其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器

比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。

又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

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2010-08-19 21:19
@心中有冰
继续填土其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

再次,在选择变压器的时候,要考虑到成本与通用性。

成本不仅仅是每个企业老板关心的问题,同样是我们广大研发工程师最纠结的问题,除非是少数军品级别或高档不计成本的电源,我们在设计的时候要在性能参数与成本之间找到一个平衡点,不要刻意去追求某个参数而忽略带来的成本影响,有时哪怕每个变压器增加几分钱的成本,如果批量起来,都是不可忽略的一笔开支。

除非由于商业因素的考虑,希望自己的产品不被其它的厂商所抄袭,一般不考虑私模或偏门的变压器磁芯与骨架,因为量产的时候,供货的渠道与周期都会受到很大的制约,而通用的磁芯,无论在价格上还是在供货渠道与周期都有很大的可选择性。

 

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huchuyou
LV.5
13
2010-08-19 22:20
@心中有冰
继续填土其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

版主,您好请问分槽的骨架是指的是哪一种?能不能举例说明一下。

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huchuyou
LV.5
14
2010-08-19 22:23
@心中有冰
继续填土其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

或者说,那一种磁芯绕制出来的漏感比较大?

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2010-08-19 22:24
@huchuyou
又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。版主,您好请问分槽的骨架是指的是哪一种?能不能举例说明一下。

给个图片给你开开眼界吧

 

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huchuyou
LV.5
16
2010-08-19 22:26
@心中有冰
给个图片给你开开眼界吧[图片] 

百闻不如一见,谢谢版主!

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2010-08-19 22:27
@心中有冰
给个图片给你开开眼界吧[图片] 

还有

 

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2010-08-19 22:36
@huchuyou
又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。或者说,那一种磁芯绕制出来的漏感比较大?

兄弟,这个问题其实很简单,但是我不直接回答你,留给你一个自己思考的空间,这样学到的知识会让你终身难忘。

温馨提示:1、你去翻翻书(论坛里有专门讨论漏感的帖子),看看漏感的定义

                2、你在想想普通骨架绕制的线圈跟分槽绕制的线圈在磁耦合上有那些区别

                3、然后你可以继续思考漏感的形成原因

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huchuyou
LV.5
19
2010-08-19 22:52
@心中有冰
兄弟,这个问题其实很简单,但是我不直接回答你,留给你一个自己思考的空间,这样学到的知识会让你终身难忘。温馨提示:1、你去翻翻书(论坛里有专门讨论漏感的帖子),看看漏感的定义               2、你在想想普通骨架绕制的线圈跟分槽绕制的线圈在磁耦合上有那些区别               3、然后你可以继续思考漏感的形成原因

真是良师益友,授人以鱼,不如授以渔。获益匪浅,但是碰到老师好像有问不完的问题,再请教一下,像这类骨架的磁芯好找吗,看上去有一点像工频变压器骨架。

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2010-08-20 07:35
@huchuyou
真是良师益友,授人以鱼,不如授以渔。获益匪浅,但是碰到老师好像有问不完的问题,再请教一下,像这类骨架的磁芯好找吗,看上去有一点像工频变压器骨架。

应该比较好找,目前有多家厂商开有这种模具

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hsym_101584
LV.5
21
2010-08-20 09:03
@chendelei
再顶......
前来学习
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2010-08-20 09:14
@心中有冰
应该比较好找,目前有多家厂商开有这种模具
这种变压器很小吧
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2010-08-20 09:14
@湘西人家
这种变压器很小吧
多大容量的
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2010-08-20 10:16
@湘西人家
多大容量的
一般就是几十到几百瓦,再大的功率就开始考虑外加谐振电感了
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2010-08-20 15:40
@心中有冰
一般就是几十到几百瓦,再大的功率就开始考虑外加谐振电感了

谢谢了

我做的变压器功率比较大   8000KVA以下的

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2010-08-20 21:58
@湘西人家
谢谢了我做的变压器功率比较大  8000KVA以下的

哇,这么大,有点吓着我了,兄弟是做电力电源的?

你这么大的功率一般都用工频的变压器了,估计得有房子大小了吧

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2010-08-21 09:18
@心中有冰
哇,这么大,有点吓着我了,兄弟是做电力电源的?你这么大的功率一般都用工频的变压器了,估计得有房子大小了吧

主要做是电炉变压器  整流变压器   电抗器

属于特种变压器 

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2010-08-21 09:28
@湘西人家
主要做是电炉变压器 整流变压器  电抗器属于特种变压器 
我们老家那边有个特变厂,我看到过有一个变压器比一般的房子还大,而且我数了拉那个变压器的汽车轮子,一共有92个
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2010-08-21 09:50
@心中有冰
继续填土其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

继续帖子

选择变压器的时候,还要考虑到为了符合安规标准,EMC性能

首先,要考虑变压器骨架的绕线宽度,变压器为了符合安规中的爬电就离要求,一般都要在绕组边上加3mm的挡墙,那么这就缩小了变压器骨架的可用绕线宽度;而如果不加挡墙的话,就需要使用三重绝缘线,而三重绝缘线的外径一般比内部的铜线直径大0.2mm,那么,同样的窗口面积,绕线的匝数相当于减少了。

其次,要考虑变压器骨架的槽深,有时为了EMC,需要在变压器内部加入屏蔽层,有些用细线绕,有的用铜箔绕,这些绕组无疑会增加绕组的层数,也就是说可用于绕制变压器其他绕组的槽深就减少了。

 

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2010-08-21 09:50
@心中有冰
继续填土其次,在选择变压器的时候我们要根据电路的参数与侧重点不同,而选择不同的变压器比如,在反激电源中,我们希望漏感越小越好,因为漏感大小会影响功率器件的电压与电流应力,同时对EMC也有不可忽视的影响,那么我们就找对漏感控制有利的变压器,如PQ型,RM型,以及ERL型的变压器,再加上合理的绕法,可以将漏感控制在3%以下。又如LLC电源,我们希望用变压器的漏感来作为谐振电感,所以我们需要刻意加大漏感,选用分槽的骨架来绕制比较理想。

选择变压器还要考虑到绕组装配工艺的影响

很多的工程师在设计变压器的时候,没有考虑到装配工艺,往往会出现这样的情况:变压器计算好之后,把参数发给变压器厂做样;然后,变压器厂工程师打电话说绕不下,磁芯太紧,不好装配,不利于量产;最后不得不修改变压器参数;这样无疑会延缓项目的进度。

所以在设计之初,我们就要考虑到变压器磁芯窗口的误差,以及绕线工艺、绝缘TAPE的厚度等因素,这些因素都会影响变压器的装配;我们在计算时应该对这些因素给予充分考虑,留有一定的余量。

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yuyan
LV.9
31
2010-08-22 09:13
@心中有冰
选择变压器还要考虑到绕组装配工艺的影响很多的工程师在设计变压器的时候,没有考虑到装配工艺,往往会出现这样的情况:变压器计算好之后,把参数发给变压器厂做样;然后,变压器厂工程师打电话说绕不下,磁芯太紧,不好装配,不利于量产;最后不得不修改变压器参数;这样无疑会延缓项目的进度。所以在设计之初,我们就要考虑到变压器磁芯窗口的误差,以及绕线工艺、绝缘TAPE的厚度等因素,这些因素都会影响变压器的装配;我们在计算时应该对这些因素给予充分考虑,留有一定的余量。
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