v8彩票模块电源中平面变压器的设计与应用

2020-11-23 21:16字体:
  

  :本文基于开合电源中变压器的做事道理安乐面变压器自己特性,对模块型开合电源中的平面变压器的计划、加工、工艺和使用实行了全部探求。显着指出平面变压器正在各样常睹电途拓扑中的实用性题目,给出了平面变压器计划的参数估计经过,并实行了整体实例的参数估计。先容了电途板绕组计划、平面变压器安装和电源整机工艺计划,给出了平面变压器和电源整机现实计划与使用案例,并对整机实行功能测试,验证了计划的可行性及合理性。

  作家赵凤俭1 赵玉明2 张丽洁3 1.睿查森电子营业(中邦)有限公司(北京 100020) 2.宇宙科技股份有限公司(北京 100013) 3.北京华清能源科技有限公司(北京 100080)

  赵凤俭(1979-),男,硕士,高级工程师,探求偏向:电力电子配置及元器件使用的联系工夫;赵玉明,男,硕士,副探求员,探求偏向:格外施工工夫使用及监测监控工夫拓荒;张丽洁,女,工程师,探求偏向:新能源配置的电气计划。

  摘要:本文基于开合电源中变压器的做事道理安乐面变压器自己特性,对模块型开合电源中的平面变压器的计划、加工、工艺和使用实行了全部探求。显着指出平面变压器正在各样常睹电途拓扑中的实用性题目,给出了平面变压器计划的参数估计经过,并实行了整体实例的参数估计。先容了电途板绕组计划、平面变压器安装和电源整机工艺计划,给出了平面变压器和电源整机现实计划与使用案例,并对整机实行功能测试,验证了计划的可行性及合理性。

  模块型开合电源遍及使用于工业、航空航天、估计机硬件及电信等各个范围中,其重心部件之一为高频变压器。正在现实的使用中,开合电源小型化、轻量化永远都是工夫繁荣趋向,而高频变压器正在开合电源小型化经过中起着合节效力[1~2]。跟着磁性原料的修正和功率半导体器件做事频率的升高,使得高频变压器的重量和尺寸减小成为大概。

  平面型变压器正在升高模块型开合电源的个性方面有着很大的上风,是以,近年来取得了遍及的使用。采用铁氧体磁芯和众层电途板绕组的平面型变压器,具有高度低、体积小、效劳高、电磁扰乱小、产物相同性好、适合自愿化外外贴装等特性,特别实用于空间或高度存正在局部、对节能及散热央浼苛刻的模块型电源产物,具有开朗的使用前景[3~4]。

  正激及其衍生出的双管正激等电途拓扑的高频分开变压器,正在单途输出时,因为原副边都没有中央抽头,使得平面型变压器的电途板绕组计划和加工工艺粗略,且磁芯不必要开气隙,非常实用于大宗量自愿化坐褥。而对付桥类电途拓扑,如必要变压器引出中央抽头,则其变压器正在计划和加工工艺方面相对正激拓扑较为纷乱。

  以150W功率、输入直流电压200~400V、输出直流电压24V模块型开合电源实行计划举例。采用AP法[5-6],确定磁芯巨细,思量双管正激电途拓扑的自己特性和相似产物的计划调试履历,取开合频率fs=300kHz,对应开合周期T=3.3μs,并创立最大占空比δmax=0.41;采用宜宾金川RM2.3KD磁材[7],取磁感觉强度改变量ΔB=1800GS。

  进程估计取得的现实ΔB值小于1800GS,最大占空比小于0.41,满意计划央浼,且有必定余量。故可确定利用EI22磁芯[7],遵照原副边匝数比19:6结束此款模块型开合电源的变压器计划。

  基于EI22磁芯的外形尺寸和原副边的匝数展开电途板绕组的计划。平面型EI磁芯的长、宽、高按序为21.8mm、15.8mm、9.2mm,窗口高度为4.2mm。思量到8层电途板的轨范厚度为1.6mm,故采用两块8层电途板并联摆放的计划。每块8层电途板包蕴事先估计好的原副边匝数,当采用两块电途板并联时,等同为绕组并联,用以补充导体截面积,安装截面如图1所示。

  加工时断开拼版桥连局限,即可获取一个变压器的完全电途板绕组。总共计划中一齐过孔计划采用贯穿孔,不设埋孔和盲孔。用于分歧层绕组彼此维系的贯穿孔副边绕组采用双孔计划,保障维系的牢靠性,也增强了层间的同流才能。整体损耗估计可参睹文献[8-9] 。

  变压器安装位子标注图如图2所示。个中邦边绕组NP1匝数为19,绕组引出端为C和D,C为绕组肇始端,D为末了端;副边绕组NS1匝数为6,绕组引出端为G和H,G为绕组肇始端,H为末了端。

  1)将电途板正在桥连部位折断,变为成套的两块小电途板。用钳子剪掉板上渣滓的桥连局限;

  3)将另一块没有板号标识的电途板放鄙人面,此时两块电途板上的45度倒角要对齐;

  4)将拼好的成对电途板插入变压器合板工装,正在A、B两处的板缝点适量的黏合胶,将两块电途板粘正在一同,尽量减小两板之间的空地;

  5)将固定后的电途板装入EI22磁芯,板号标识与I磁芯正在统一侧,利用磁材粘合剂将E磁芯和I磁芯粘正在一同,夹上夹子;

  6)正在电途板的C、D焊盘上丈量电感量央浼大于2 mH (测试前提为100kHz,1V);

  两块绕组电途板的倒角对齐,45°倒角为极性标识。加工结束的平面变压器实物如图3所示。

  电源全体采用上下两块电途板的格式,分为铝基板和印制板两局限,两块电途板必要差异实行坐褥焊接,再拼装为整机,结果实行上下电途板的信号维系。

  上层印制板为双面覆铜板,把持电途、反应电途、掩护电途等功耗小的元器件正在印制板上。基层为铝基板,变压器、电感、开合管等大功率器件布放正在铝基板上。印制板和铝基板之间的信号通途用针维系,铝基板四角铆装螺母用于安置散热器。

  变压器实行安置定位之后,愚弄E磁芯下外外的导热双面胶与铝基板粘合固定正在一同,再正在如图2所示的C、D过孔焊盘插入直径为1.0mm的维系针,G、H过孔焊盘插入直径为2.0mm的维系针,并正在焊盘上安放适量锡膏,同其它元器件一同过回流焊。

  安置变压器时,v8彩票要贴平、压紧,以减小热阻,保障能优秀散热。铝基板实行回流焊时,应预防炉温和带速的把持,确保器件牢靠焊接的同时,尽量避免焊接后正在铝基板上锡珠和松香的过众呈现。

  按照上述的计划手法和措施,将采用EI22磁芯的平面变压器用于双管正激电途拓扑的模块型开合电源中,达成单机150W功率、输入直流电压200~400V、输出直流电压24V的产物计划。该产物的全体外形尺寸的长、宽、高按序为86mm、72mm、12.7mm。

  正在输入直流电压为400V,额定输出工况时,接连做事两个小时后,整机中各个器件的温升达到安静形态,v8彩票产物的热成像如图4所示,测试处境温度正在23.5℃处境下,整机中变压器温度最高为72.6℃;正在输入直流电压为200V,额定输出工况时,接连做事两个小时后,整机中各个器件的温升达到安静形态,产物热成像图如图5所示,测试处境温度正在22.9℃处境下,整机中变压器温度最高为83.6℃。

  本文仔细阐发了模块型开合电源中的平面变压器的计划、加工、使用的全经过。基于平面变压器自身的加工工艺纷乱度角度,显着指出了平面变压器正在各样常睹电途拓扑中的实用性题目,并正在双管正激电途拓扑机车上展开了平面变压器计划的参数估计,并给出整体实例参数估计经过。通过先容平面变压器的电途板绕组计划手法和整体计划经过,涌现了众层电途绕阻的铺设细节和拼版计划妙技。阐发了平面变压器加工和电源整机工艺计划,给出了变压器和电源整机的现实计划与使用案例,并对整机实行功能测试,验证了计划的可行性及合理性,为平面变压器的大宗量自愿化坐褥供给工夫和使用参考。

  [3]田佳甲,刘永好,张金玲,等.基于绝缘芯平面变压器的新型高压直流电源的调试及输出个性[J]核工夫,2015,38(7):44-48.

  [6]张占松,蔡宣三.开合电源的道理与计划[M].北京:电子工业出书社,2003:109-118

  [9]廖家文,张军明,张燚.钱照明LLC谐振变流器中平面变压器铜损优化计划[J].电工工夫学报,2012,27(2):109-113

  本文泉源于《电子产物天下》2017年第8期第58页,迎接您写论文时援用,并评释来源。

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