关于磁芯的选择

（磁芯损耗，线圈损耗）要是使得总损耗最小，应当线圈损耗等于磁芯损耗。如果是变压器，次级损耗应当等于初级损耗。这意味着：

1.对于给定磁芯，如果磁芯损耗远小于线圈损耗（初级与次级铜损耗之和），你应当减少匝数；这将增加磁通密度，磁芯损耗增加，而铜损耗减少。使得总损耗减少。

2.相反，对于给定磁芯，如果磁芯损耗远大于铜损耗，你应当增加匝数。这将使得磁通密度减少，损耗也随之减少，而铜损耗增加。总损耗减少。

3.初级和次级分配相同的窗口面积：如果次级匝数多，次级导线必然比较细。如果有几个次级，按输出功率分配窗口面积。（即输出功率大，所占的窗口也大，所以每个次级IR损耗相同）

磁芯的选择

高频变压器的最大承受功率P 与磁芯截面积S （单位是cm ）之间存在下述经验公式。

SJ=0.11P M （公式） 其中，P 的单位是W。

举例说明：现实际输出功率P0=420W。设开关电源的效率 ?=70%，则高频变压器的额定输入功率PI= P0/?=600W。设计高频变压器时应留出余量，可取PM=700W，代入式（公式）中求出SJ=2.91 cm2 ,即Ae=291mm2.查下表可知，EE55型磁芯的Ae=354mm ，与之最为接近,故选用EE55。(Le就是变压器磁芯里磁场所路过的长

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前提

（要保证适当的温度下磁芯不能饱和，计算完之后选择相应型号的变压器磁芯以及通过相应标注的饱和磁通密度进行选择，随着温度的升高，磁芯的饱和程度是下降的，

开关电源中的磁性元件总是要发热的，而且由于散热不良，磁芯最里面部分（中柱）温度最高，一般有可能超过100℃,因此，饱和磁通密度应限制在100℃对应的饱和磁通密度）

设计反激变压器初级需要数据：

1．磁芯尺寸

\\eg:结构形式efd10低尺寸结构，磁芯材料3f3材料（磁芯只要在规定的频率范围，相同的磁通密度变化率具有相同的损耗，都可以代用）在实验室做气隙磁芯时，一般你放两个垫片在磁芯的外边柱（如0.05mm多层聚酯薄膜带），并使每个垫片相等并等于希望的气隙。你应当记住，你计算的是总气隙长度，它是中心柱气隙和边柱（两个中的一个）磁路气隙之和。因为在边柱放置气隙，也在中柱产生气隙，你放置的垫片厚度应是总气隙的一半如果你要在中柱产生1.26mm气隙，你需要在每边放置0.63mm的气隙\\ AL是单匝电感量。用匝数的平方乘以AL就是你要的电感量，前提是磁芯不能饱和。如果有AT这个参数，只要匝数乘以额定电流不大于AT，则磁芯就不饱和。Ae是磁芯窗口面积，通过它可以计算气隙=u*n^2*Ae/Al，

2．开关频率：通过所需的频率进行对磁芯的选择。高频特性良好。开关电源的频率一般为50～200kHz，也有200～500kHz，但铁损耗随频率增大而成比例增加，因此，要选用高频特性好的磁性材料，如铁氧体等，这样可以减小变压器的温升。

3．损耗:（磁芯损耗与线圈损耗，铜损耗，总变压器损耗）

磁芯损耗：

（没有窗口的磁芯损耗）需要搞清楚的有我们在进行选择时需要知道相应的损耗量是多少，需要明确的是型号材料在产品的适应的频率下的磁通密度，根据这个条件算出相应条件下的损耗（注意与具有磁芯窗口的磁芯的区别））

损耗与磁通密度B和f的关系可表示为p=a*B^x式中B为高斯

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例如，我们使用的3F3材料在200kHz，我们取500Gs，损耗是20mW/cm，而800Gs，是

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80mW/cm。得到两个方程为

20=a*500^x

80=a*800^x

解出x的值可以得到相应的p的值，也即200kHz条件下的损耗密度

线圈损耗：

铜损耗：应当记住，铜损耗由电流的有效值决定

4．输入电压（对非隔离反激电感也是如此）

5．电感量;初级电感量已经通过上面的介绍进行计算。在没有电感泄露的理想情况下，我们知道次级电感量=初级电感量/n^2,但是在实际情况下我们需要计算

6. 输出功率(输出电压和电流)

7.初级电感匝数的计算=需要的电感量除以单匝电感量 8.磁通密度的计算=u*h=u*n*I/气隙

关于次级匝数的选择

n=(1.224—1.63)最小输入电压/输出电压=N1/N2 =（一般情况下取1.4）1.4*最小输入电压/u’(解释一下，其中这个u’表示的是输出电压与整流器压降之和)

通过这个式子可以解出次级匝数，需要注意的是，其中n=（0.5最小输入电压/(0.3—0.4)输出电压）*根号下0.96

设计举例

断续模式反激变压器 1）设计参数

最小输入电压：Umin=70V 输出电压： Uo =8.2V 额外初级输出： Upic=8V 初级占空度D1=0.48/0.5 次级占空度D2=0.48/0.5 开关频率f=120kHz 输出功率Pmax=8W 环境温度Ta=60℃ 允许温升 ΔT=35℃ 2） 选择磁通密度

一般铁氧体的高温（100℃）饱和磁感应磁通只有320mT左右，考虑到动态响应等因素选择磁芯磁通密度为160mT。这在下面选取磁芯材料和结构以后要检查磁芯损耗和温升应在允许范围内。

3） 计算匝数

电路拓扑反激断续模式。需要的电感量为

初级电感量<=（(输入电压*D)^2/2*f*输出功率）μH 输入电流峰值=（输入电压*D/（初级电感量*f））A 初级电流有效值=输入电流峰值*（根号下D/3）

为保证电流断续，次级占空度应当D2<0.5,一般选择D2=0.3~0.4。这里主要说明设计方法，

选择D2=0.5 次级电感量<=(输出电压的的平方*次级占空度的平方)/（2*f*输出功率)μH

次级峰值电流=(输出电压*次级占空度)/（次级电感量*f）A 次级电流有效值=输入电流峰值*（根号下D/3）

使用E18初级匝数=(输入电压*开启时间)/（磁芯截面积即Ae*ΔB）→24匝

式中ΔB＝2Bp。图5-25为E和PLT磁芯尺寸图。表5-8列出菲力浦E和PLT磁芯6个最小标准按上式计算的计算匝数和需要的气隙。

E-14系列磁芯所需的初级匝数对多层PCB线圈是太高。所以E-E18或E-PLT18磁芯组合看起来最适合（图5-27）。绕N1,N2和NIC分别是24，3和3匝。（N负阻抗变换器）

IC

4） 计算磁芯单位体积损耗

根据公式（5-23）求得频率f=120kHz，Bp＝160mT和工作温度为90℃单极性三角波的损耗。功率铁氧体3C30,3C90和3C85磁芯损耗密度分别为385mW/cm,430m W/cm和

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570m W/cm。

5） 计算允许磁芯单位体积损耗

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在ΔT=35℃时，E-PLT18是470m W/cm，而E-E18是429m W/cm(式（5-21）). 结论3C85温升太高，采用3C30或3C90材料磁芯。 6） 线圈结构

初级24匝可分成2或4层。E-18有效线圈宽度是4.6mm，这样成本高，因为12匝线圈在1层线太窄和间隔宽度不够。

如果初级每层6匝，则线宽=（有效线宽—（初级电感匝数+1）*s）/初级匝数 此处为式（5-25） （注s为视在功率）

多层PCB层数少成本低。所以我们假定每层3匝辅助次级（提供IC电压）和3匝次级。6层板设计示于表5-9。

铜箔层的厚度选择35还是70μm与电流产生的热量有关。在初级和次级层之间主绝缘需要400μm。E-PLT18组合具有最小窗口宽度1.8mm。35μm层厚已足够了，因此PCB大约厚1710μm。

为了达到经济的设计，我们假定在线之间的间隔为300μm，计算次级线宽(式（5-25）)包括主绝缘为1.06mm

应用图5-23和第3步计算的次级有效值电流为1.6A，对35μm层厚引起温升25℃。而70μm为7℃。

线圈损耗引起的温升允许为总温升的一半，在这种情况下，为17.5℃。很明显1.6A有效值电流对35μm引起的温升太高，应当采用70μm层厚。这样PCB总厚度为1.745mm,仍小于1.8mm。

初级线圈匝的宽度可用式（5-25）算，并近似为416μm。这样线宽初级0.24A根本不会引起较大温升。

120kHz频率比直流引起额外2℃温升。电流引起的总的PCB温升仍保持在10℃以下。 也可使用70μm厚铜皮做成6层，但总PCB厚度为1920μm,超过E18－PLT18组合的窗口。如果采用E－E18组合，标准窗口宽度为3.4mm，但又太大了。要是能够定制一个窗口近似为2mm的磁芯那再好不过了。

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用E-E磁芯，材料为3C90测量总温升为28℃。其中17.5℃是磁芯损耗引起的温升，线圈损耗引起的温升是10℃。

初级与次级耦合很好，漏感仅是初级电感的0.6％。

附

（1）应选居里温度高的铁心。这里作为变压器使用的铁心的温度界限，因此，若居里温度高，则铁心可小型化。

（2）应选用最大磁通密度较大的铁心。对于同容量的变压器，磁通密度大，变压器可小型化。 （3）高频特性良好。开关电源的频率一般为50～200kHz，也有200～500kHz，但铁损耗随频率增大而成比例增加，因此，要选用高频特性好的磁性材料，如铁氧体等，这样可以减小变压器的温升。

（4）铁心的磁滞回线不能随温度大幅度变化。这里尤其要注意的问题是，铁心的最大磁通密度随变压器的温升而下降。

（5）绕阻间耦合要良好。变压器的一次与二次绕组之间的耦合非常重要，耦合不好时，漏磁增多，于是漏感变大。在开关管导通期间，这些漏感就会蓄积能量，而在开关管截止瞬间这些能量就会释放出来，这样就会在绕组间产生高电压，有可能损坏开关管，同时使开关时间变长而增加损耗。在蓄积的能量较多的情况下，能量释放时使开关波形发生振荡而形成较大噪声，也降低了变换效率。图所示为变压器一次与二次绕组之间耦合度不同时，开关管的UCE波形。其中，图（a）为耦合良好时的输出波形，图（b）为耦合度较差时输出波形发生振荡而形成噪声的情况，因此，一次与二次绕组绕制时应做到紧耦合。

图示说明的主要问题可以概括为（a）耦合良好；（b）耦合度差的不同之处在于漏感影响变成噪声

 

第二篇：变压器实习总结

从刚进公司到现在，为期三个月的实习已经结束，经过这三个月的实习，我自己的收获很大，从刚开始对变压器了解甚微到现在已经很好的了解了变压器，我认为此次实习对我帮助很大，这也是让我这个刚毕业的大学生在实践中的蜕变，也是所学知识到实践的一个转型，我完全报着从零开始的态度开始了我对变压器的实习。

首先实习的是线圈车间，在线圈车间实习完后现在对线圈车间的基本结构和流程已经有了一定的了解，对线圈绕制的所有工序有了深刻的认识，在这一个多月的实习中，我基本掌握了线圈的绕制，套装和浇注，端切，并在导师的指导和帮住下，解决了我在这期间的很多问题，使我对线圈工艺有了更深刻的认识，由于实习时间有限，线圈的工序比较复杂，可能还有我没有了解到和发现的问题，但在今后的实习和工作中我会努力去把它完善然后做好它。

到线圈车间实习的第一个工序是在准备组，来准备组我是跟陈师傅学习的，做一些线圈绕制前的准备工作，在这一周的实习里，我掌握了绕前的基本材料的准备，像玻璃丝网格，DMD纸，无纺布，玻璃丝套管，模具等，经我观察好多都是绝缘材料，都需要精心的准备，还要及时发现问题，要是这些材料出了问题对线圈那是致命的。在这期间的实习，经过我的观察和对师傅的请教，我掌握了这些材料的基本成分，都是用什么原材料做成的还有在准备这些材料时什么规格的线圈用的是什么规格的网格，这都有严格的要求。

第二周我来到了绕线区，在杨师傅的带领下，我对整个绕线区有了一个整体的认识，然后就开始了一周实习阶段，首先，我掌握了线绕所用的基本材料：玻璃丝包线、绝缘漆包线、NOMEX纸包线，网格，无纺布等，接着学会了看图纸，我认为看懂图纸是很重要的，学懂了在这期间师傅们所绕制线圈的所有图纸，虽然不全但我觉得其他的也都能看懂。我现在已经基本掌握了线圈的绕制，和绕制时所用到的所有材料。在这期间也有许多细节性问题值得注意，在我向师傅们的不断请教下，让我对线圈的绕制工艺有了更深的认识，还有导师在这期间给我讲了关于这些的知识，还解决了师傅们不能解决的问题，对我的帮助很大，我也会不断的发现和解决问题。

接下来去的是箔绕组，主要先了解了它的绕制过程和所需的基本材料，主要

材料有：铝箔，网格，DMD，聚酯薄膜，胶带，玻璃丝布带，然后就是对图纸的学习，对图纸有了一定的了解。在箔绕的实习，有了在线绕的实习经验让我稍微能轻松点，他们还是有一些共同点的，但还是有很大的不同，箔绕的绕制基本上都是高压线圈的绕制，现在低压线圈也基本采用箔绕绕制，在对箔绕线圈的学习时也体现出了好多问题，在对师傅们的请教下和导师的帮助下，使我对箔绕有了更加深入的了解。

在线圈绕制的实习之后就去套装组实习了，无论是线绕还是箔绕在浇注前都得要先进行套装，对线绕和箔绕的套装是完全不同的工序。经过在套装组的实习，无论高压套装还是低压套装，线绕还是箔绕，我现在都已经基本上都掌握了它们的基本程序，还有他们所用的基本材料。箔绕的套装以卧式为主，线绕的套装现逐步改为立式，低压套装主要以立式为主。我认为套装时对工艺的要求是比较高的，因为套装过程比较复杂，它所有的工序都是手工工艺，要达到工艺的要求不是很容易，因此，我觉得在以后的工艺制作中要更加结合到实践使套装工序更加的方便。

接下来去的就是线圈车间最后一道工序，也是非常重要的一道工序——浇注，刚来到浇注工序我感到很迷茫，因为所有的东西都不是表面的，都是由电脑控制的，浇注的线圈也是在炉子里浇看不着，因此，我就多多的请教了师傅们，让他们给我讲解浇注程序，首先我先了解到了浇注所用的基本材料还有原料的配比，然后对浇注设备进行了了解和掌握，在这期间导师对我的帮助很大，他抽出空闲的时间来为我讲解浇注设备的结构和原理，这使我在大脑里对浇注有了一个整体的认识，对我后面了解浇注程序有了很大的帮助，接着就是对浇注程序的了解，掌握了浇注线圈的基本步骤，还有线圈的固化程序，以及对设备操控的了解。在对浇注了解大的框架下，然后对每部分进行了深入的学习，基本掌握了在浇注时的注意要点，例如，温度，真空度，时间的控制等。由于浇注工序比较复杂也很重要，我在浇注工序又多实习了几周，以便我更好的去了解和巩固，在学习浇注的同时也学习了浸渍，它主要是对隔爆变线圈浸渍，对这个工序也进行深入的了解并基本掌握了它的浸渍程序。最后去的就是端切了，就是按规定的要求在两端进行端切。

经过在线圈车间的实习我已经基本上的掌握了线圈的绕制及所用的的材料，

套装和浇注工序，通过自己的学习和理解，也能解决在生产中经常出现的一些简单的问题。虽然在线圈车间的实习已经结束了，但在以后的工作中我也会不停地去实习，因为我懂得，要想提升的更快就得要把理论和实践联系起来，在实践中找问题，在实践中进步，工艺也只有不断地实践和改进才能有提高，因此，我非常珍惜这次实习的机会。

从这周开始我就来到了总装车间，总装车间会了解到了变压器的核心部件，来到总装车间首先对总装车间有了一个整体的认识，了解到了总装车间主要是做什么的，都有哪些工序。总装车间主要有五道工序：剪切区，叠装区，装配区，风机区，最后就是试验站，我一次对这五个工序进行了一周左右的实习。

首先，来到了剪切区，这道工序主要是对硅钢片剪切成要求的规格，设备主要有一台纵剪机和三台横剪机。接着就是对材料的情况进行了解和学习，知道了硅钢片的主要成分，基本掌握了剪切片的制作过程，通过对师傅们的请教和自己对图纸的学习基本上掌握了硅钢片剪切的基本要求和它剪切成的基本片型。通过的学习我了解到剪切机的基本原理是运用气动原理，通过气动技术进行剪切的。剪切时，我了解到硅钢片剪切的质量有严格的要求，比如，长度的误差，孔的对称度，边缘毛刺的高度等，这都会对铁芯造成严重的影响。

剪切完的硅钢片就会运送到叠装区，经过在叠装区的学习，基本上掌握了硅钢片的叠装工艺，它主要是采用步进式叠装工艺，每步进4片硅钢片，这可以减少噪音，降低损耗，在叠装时要在夹件上加一层绝缘。在叠片时应按图纸严格叠装，叠装时不得有搭头、卷边、漏片、错片，在每级完成时应测量铁心的厚度，确保没有少叠、多叠的现象，在铁心叠完后，再用扎带扎紧铁心，在紧固夹件，然后吊起，吊起时应慢慢升起，不宜过快，之后送到喷漆处进行喷漆。

接下来的一周是在装配区，这里是变压器装配的主要工序，经过在这个工序的学习，基本上掌握了整个变压器装配的步骤和方法，接着还了解了所需的基本材料，对它的整个内部结构有了一个整体的认识。在实习的过程中，我通过实际的动手操作让我对装配有了更深的认识，也有一些想不到得问题在这期间也体现出来了，这样我可以更深的掌握了装配知识，在这期间我也发现了不少的问题，例如，连接杆和铜排的制作，每次都是现测现做很浪费时间，况且只有一台机器还得排队，这样效率是比较低的，应该改进。

在装配区实习完之后就来到了风机区，虽然装风机工序操作比较简单，没有什么复杂的环节，但我还是认真的实习了一周。来到风机区以后，师傅就直接给我安排活让我自己干，我根据自己的细节观察，还有对师傅的请教，这样一台变压器的风机也能将就的装下来，虽然速度比较慢有时还有些错误，但在师傅的指导下，也能很好的改正，自己感觉还是很满意的，在风机装配时主要的就是接线了，接线要按照图纸的要求严格执行，经过学习我已经能够独立的完成接线了啊，对接线的工艺有了更熟悉的认识。

最后去的就是实验站了，实验站就是对要出厂的变压器的各项性能指标进行测试和检验，确保出厂的产品都是合格的产品，在试验站的实习我已经掌握了检测的所有内容和各个的测试环节，变压器的测试主要包括，直流电阻的测试，变比的测试，感应测试，空载电压测试，负载电压测试，局部放电测试，噪音的测试等，在这些测试完了以后，再根据它们各自的标准确定是否合格，在出现异常数据的变压器测试要进行反复的测试确保数据的准确性。在各项测试中，值得注意的就是对局部放电的测试，局部放电是对变压器检测的重要指标之一，好多变压器不合格都是因为局放过大造成的。

通过在这段时间的学习，对变压器的整个生产已经有了一个很好的认识，从线圈的生产到最后变压器的装配，最后到实验站的检测，现在已经都基本上掌握了，在这期间经过导师的指导还有自己不断的发现问题并解决问题，让自己的知识有了很大的提高。公司给我们安排的这次实习是很有必要的，我也很好的珍惜这次实习，让自己对变压器有了更深的了解。虽然这次实习结束了，但我自己的学习没有结束，在以后的工作中我要继续在实践中学习，不断进步。