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高手讲解高频逆变电源的变压器绕制

供稿:中国工控网 2016/8/19 9:19:03

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  • 关键词: 高频逆变电源 变压器
  • 摘要:本篇文章以实例出发,用最常见的例子来为各位新手介绍了高频逆变电源中变压器的绕制。并提供了一些实用性的技巧,希望各位新手在看过本篇文章之后能够有所收获。

  随着技术的发展,普通的逆变电源已经无法满足一些设计当中的需求了,现代设计需要更高的频率来应对不同的要求,针对于此,高频逆变电源就应运而生。新手们在设计高频逆变电源时,最先遇到的问题往往就是高频变压器的绕制,本篇文章就将对绕制方法进行介绍。    

  如果用EE55等高频磁芯制作高频逆变器,其中高频变压器的线包绕制最好参考一下电子管当中,音响功率放大器中音频输出变压器的绕制方法。这种变压器因为要在音频20Hz~20KHz范围内力求做到平坦响应,绕法讲究,顶级的电子管音频输出变压器的频响范围甚至做到了10Hz~100KHz,而用的磁芯不过就是高矽硅钢片而已。    

  以平常使用最多的“SG3525A+场管IRF3205+EE55磁芯变压器”组合为例,功率可达到500W以上,工作频率一般在20~50KHz.其中的EE55磁芯变压器,大家一般是低压绕组(初级)3T+3T,中心抽头,高压绕组(次级)75T。    

  想要制作好本案例就需要注意下面将要提到的亮点。一是每个绕组要采用多股细铜线并在一起绕,不要采用单根粗铜线,因为高频交流电有集肤效应。所谓集肤效应,简单地说就是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的(实际是越靠近导线中轴电流越弱,越靠近导线表面电流越强)。采用多股细铜线并在一起绕,实际就是为了增大导线的表面积,从而更有效地使用导线。例如初级的3T+3T,你如果用直径2.50mm的单根漆包线,导线的截面积为4.9平方毫米,而如果用直径0.41mm的漆包线(单根截面积0.132平方毫米)38根并绕,总的截面积也达到要求。    

  然而,第二种方法导线的表面积大得多(第一种方法导线的表面积为:单股导线截面周长*绕组总长度=2.5mm*3.14*1*L=7.85L,第二种方法导线的表面积为:单股导线截面周长*?绕组总长度=0.41*3.14*38*L=48.92L,后者是前者的48.92L/7.85L=6.2倍),导线有效使用率更高,电流更通畅,并且因为细导线较柔软,更好绕制.次级75T高压绕组用3~5根并绕即可。    

  二是高频逆变器中高频变压器最好采用分层、分段绕制法,这种绕法主要目的是减少高频漏感和降低分布电容。例如上述变压器的绕法,初级分两层,次级分三层三段.具体是:

1、绕次级高压绕组第一段.接好引出线(头),先用5根并绕次级高压绕组25T,线不要剪断,然后包一层绝缘纸(绝缘纸要薄,包一层即可,否则由于以下多次要用到绝缘纸,有可能容不下整个线包),准备绕初级低压绕组的一半。    

2、绕初级低压绕组的一半。预留引出线(头),注意是预留,因为后面要统一并接后再接引出线,以下初级用“预留”一词时同理。用19根并绕3T,预留中心抽头,再并绕3T,预留引出线(尾),线剪断。在具体操作时这里还有一个技巧,即由于股数多,19股线一次并绕不太方便,扭矩张力也大,就可以分做多次,如这里可分做三次,每次用线6到7股,这样还可绕得更平整。注意三次的头、中、尾放在一起,且绕向要相同。然后又包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第二段.    

3、绕次级高压绕组第二段。将前面没有剪断的次级高压绕组线翻转上来(注意与前面的初级绕组线不要相碰,必要时可用绝缘纸隔开),又并绕25T,注意绕向要与前面的第一段相同,线仍不剪断。又包一层绝缘纸,准备绕初级低压绕组的另一半。    

4、绕初级低压绕组的另一半。再按步骤2同样的方法绕一次初级低压绕组,注意绕向要与前面的一半相同。同样线剪断,包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第三段。    

5、绕次级高压绕组第三段。再按步骤3提示的方法绕完剩下的次级高压绕组25T,仍注意绕向与前面的两段相同.接好引出线(尾),线剪断.至此,所有的绕组都绕完了。    

6、合并初级低压绕组。将前面两次绕的初级低压绕组,头与头并接,中心抽头与中心抽头并接,尾与尾并接(这样绕组匝数仍是3T+3T,而总的并线为38根),接好引出线,即得到初级低压绕组的头、中、尾三个引出端。最后缠一层绝缘胶带,至此线包制作完成。    

  以上叙述起来显得很复杂,实际熟悉后并不难.按此方法绕制高频逆变器中的高频变压器肯定好用;如果再参考高档电子管音频变压器的对称交叉绕制法,并讲求制作上的精细工艺,只要磁芯适应,工作频率可以提升到100KHz以上.不过对称交叉绕法最复杂最难搞(绕组分段更细,每一层都对称地分为两组,接法复杂,稍一疏忽大意就会接错绕组中某一段的相位)。为什么有的人做的高频变压器频率总是提不高,功率做不大(做大功率需要提升频率),而且发热严重,就是因为漏感大,分布电容大,高频电流集肤现象严重等等。    

                                

审核编辑(王静)
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