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    1. 高頻電源變壓器磁芯的設計原理和設計方法說明

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      上傳日期: 2020-11-09

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      資料介紹

      標簽:電源模塊(516)開關電源(4262)變壓器(3654)

      開關電源正向高頻化發展,作為主變壓器使用的軟磁鐵氧體磁芯,從材料性能、尺寸形狀等均應作相應改進。本文討論了磁芯設計中應考慮的通過功率、性能因子、熱阻系數等參數,并提出了降低材料高頻損耗的微觀設計方法。

      電源變壓器磁芯性能要求及材料分類

      為了滿足開關電源提高效率和減小尺寸重量的要求,需要一種高磁通密度和高頻低損耗的變壓器磁芯。雖然有高性能的非晶態軟磁合金競爭,但從性能價格比考慮,軟磁鐵氧體材料仍是最佳的選擇;特別在100kHz到1MHz的高頻領域,新的低損耗的高頻功率鐵氧體材料,更有其獨特的優勢。為了最大程度地利用磁芯,對于較大功率運行條件下的軟磁鐵氧體材料,在高溫工作范圍(如80~100℃),應是有以下最主要的磁特性:(1)高的飽和磁通密度或高的原振幅磁導率。這樣變壓器磁芯在規定頻率下允許有一個大的磁通偏移,其結果可減少匝數;這也有利于鐵氧體的高頻應用,因為截止頻率正比于飽和磁化。(2)在工作頻率范圍有低的磁芯總損耗。在給定溫升條件下,低的磁芯損耗將允許有高的通過功率。附帶的要求則還有高的居里點,高的電阻率,良好的機械強度等。新發布的“軟磁鐵氧體材料分類”行業標準(等同IEC1332-1995),將高磁通密度應用的功率鐵氧體材料分為五類,見表1。每類鐵氧體材料除了對振幅磁導率和功率損耗提出要求外,還提出了“性能因子”參數(該參數將在下面進一步敘述)。從PW1~PW5類別,其適用工作頻率是逐步提高的,如PW1材料,適用頻率為15~100kHz,主要應用于回掃變壓器磁芯;PW2材料,適用頻率為25~200kHz,主要應用于開關電源變壓器磁芯;PW3材料,適用頻率為100~300kHz;PW4材料適用頻率為300kHz~1MHz;PW5材料適用頻率為1~3MHz。現在國內已能生產相當于PW1~PW3材料,PW4材料只能小量試生產,PW5材料尚有待開發。

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