器件开关电源.pptx

器件开关电源器件开关电源“实际实际实际实际”电容器模型电容器模型电容器模型电容器模型 电容器还存在许多寄电容器还存在许多寄电容器还存在许多寄电容器还存在许多寄生参数生参数生参数生参数 ，对电容器的，对电容器的，对电容器的，对电容器的特性产生很大影响特性产生很大影响特性产生很大影响特性产生很大影响 主要为等效串联电阻主要为等效串联电阻主要为等效串联电阻主要为等效串联电阻R RESRESR、等效串联电感、等效串联电感、等效串联电感、等效串联电感L LESLESL及绝缘电阻及绝缘电阻及绝缘电阻及绝缘电阻R RL L 第1页/共34页4 4等效串联电阻等效串联电阻等效串联电阻等效串联电阻R RESRESR：由电容器的引脚电阻以：由电容器的引脚电阻以：由电容器的引脚电阻以：由电容器的引脚电阻以及电容器极化损耗、电离损耗的等效电阻相及电容器极化损耗、电离损耗的等效电阻相及电容器极化损耗、电离损耗的等效电阻相及电容器极化损耗、电离损耗的等效电阻相串联构成的。串联构成的。串联构成的。串联构成的。5 5等效串联电感等效串联电感等效串联电感等效串联电感L LESLESL：由电容器的引脚电感与：由电容器的引脚电感与：由电容器的引脚电感与：由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成的。电容器两个极板的等效电感串联构成的。电容器两个极板的等效电感串联构成的。电容器两个极板的等效电感串联构成的。6 6绝缘电阻和时间常数：直流电压加于电容器绝缘电阻和时间常数：直流电压加于电容器绝缘电阻和时间常数：直流电压加于电容器绝缘电阻和时间常数：直流电压加于电容器上，会产生漏电流，两者的比值称为电容器上，会产生漏电流，两者的比值称为电容器上，会产生漏电流，两者的比值称为电容器上，会产生漏电流，两者的比值称为电容器的绝缘电阻。的绝缘电阻。的绝缘电阻。的绝缘电阻。一般小容量电容器一般小容量电容器一般小容量电容器一般小容量电容器(小于小于小于小于0.10.1m m m mF)F)用绝缘电阻表用绝缘电阻表用绝缘电阻表用绝缘电阻表示，大容量示，大容量示，大容量示，大容量(大于大于大于大于0.10.1m m m mF)F)电容器用时间常数表电容器用时间常数表电容器用时间常数表电容器用时间常数表示示示示;定义为绝缘电阻和电容量的乘积。定义为绝缘电阻和电容量的乘积。定义为绝缘电阻和电容量的乘积。定义为绝缘电阻和电容量的乘积。电解电容器的绝缘性能最差，经常直接用漏电电解电容器的绝缘性能最差，经常直接用漏电电解电容器的绝缘性能最差，经常直接用漏电电解电容器的绝缘性能最差，经常直接用漏电流表示其绝缘性能。流表示其绝缘性能。流表示其绝缘性能。流表示其绝缘性能。第2页/共34页7 7电电电电容容容容器器器器的的的的损损损损耗耗耗耗：由由由由于于于于介介介介质质质质的的的的极极极极化化化化损损损损耗耗耗耗、电电电电离离离离损损损损耗耗耗耗以以以以及及及及金金金金属属属属极极极极板板板板电电电电阻阻阻阻的的的的损损损损耗耗耗耗等等等等，使使使使电电电电容容容容器器器器工工工工作作作作时时时时发发发发热热热热，特特特特别别别别是是是是在在在在高高高高频频频频工工工工作作作作时时时时，更更更更为为为为严严严严重重重重。电电电电容容容容器器器器的的的的损损损损耗耗耗耗为为为为等等等等效效效效串串串串联联联联电电电电阻阻阻阻的的的的功功功功耗耗耗耗。通通通通 常常常常 以以以以 损损损损 耗耗耗耗 角角角角 的的的的 正正正正 切切切切 来来来来 表表表表 示示示示，即即即即tantand d d d=CRCRESRESR。8 8最最最最大大大大纹纹纹纹波波波波电电电电流流流流：等等等等效效效效串串串串联联联联电电电电阻阻阻阻的的的的存存存存在在在在，使使使使电电电电容容容容器器器器流流流流过过过过交交交交流流流流电电电电流流流流时时时时产产产产生生生生损损损损耗耗耗耗而而而而发发发发热热热热，造造造造成成成成电电电电容容容容器器器器温温温温度度度度升升升升高高高高，影影影影响响响响其其其其寿寿寿寿命命命命。可可可可承承承承受受受受的的的的最最最最大大大大功功功功耗耗耗耗取取取取决决决决于于于于外外外外形形形形、散散散散热热热热条条条条件件件件以以以以及及及及允允允允许许许许的的的的温温温温升升升升，由由由由此此此此其其其其允允允允许许许许的的的的最最最最大大大大纹纹纹纹波波波波电电电电流流流流也也也也相相相相应应应应确确确确定定定定下来。下来。下来。下来。第3页/共34页2.11.2 2.11.2 电解电容器电解电容器电解电容器电解电容器 用途：在开关电源主电路中，用于输入整流用途：在开关电源主电路中，用于输入整流用途：在开关电源主电路中，用于输入整流用途：在开关电源主电路中，用于输入整流滤波及输出滤波。滤波及输出滤波。滤波及输出滤波。滤波及输出滤波。种类：铝电解、钽电解、铌电解电容器。后种类：铝电解、钽电解、铌电解电容器。后种类：铝电解、钽电解、铌电解电容器。后种类：铝电解、钽电解、铌电解电容器。后两种价格高、耐压低，开关电源中以铝电解两种价格高、耐压低，开关电源中以铝电解两种价格高、耐压低，开关电源中以铝电解两种价格高、耐压低，开关电源中以铝电解电容器为主。电容器为主。电容器为主。电容器为主。第4页/共34页1 1电解电容器的结构电解电容器的结构电解电容器的结构电解电容器的结构 结构：有极性，正极为金属极板，负极为固结构：有极性，正极为金属极板，负极为固结构：有极性，正极为金属极板，负极为固结构：有极性，正极为金属极板，负极为固体或液体电解质，介质为极薄的具有单向导体或液体电解质，介质为极薄的具有单向导体或液体电解质，介质为极薄的具有单向导体或液体电解质，介质为极薄的具有单向导电性的氧化膜。电性的氧化膜。电性的氧化膜。电性的氧化膜。外形：圆柱形，正负引脚外形：圆柱形，正负引脚外形：圆柱形，正负引脚外形：圆柱形，正负引脚注意正负极的正确连接注意正负极的正确连接注意正负极的正确连接注意正负极的正确连接第5页/共34页2 2电路设计及电容器选用的注意问题电路设计及电容器选用的注意问题电路设计及电容器选用的注意问题电路设计及电容器选用的注意问题 (1)(1)频率特性：频率特性：频率特性：频率特性：高频特性差，高频特性差，高频特性差，高频特性差，使用范围几使用范围几使用范围几使用范围几十千赫兹。十千赫兹。十千赫兹。十千赫兹。注意阻抗与频注意阻抗与频注意阻抗与频注意阻抗与频率及温度的率及温度的率及温度的率及温度的关系特性关系特性关系特性关系特性 第6页/共34页(2)(2)纹波电流纹波电流纹波电流纹波电流 发热的主要因素。允许的纹波电流值与允许的最发热的主要因素。允许的纹波电流值与允许的最发热的主要因素。允许的纹波电流值与允许的最发热的主要因素。允许的纹波电流值与允许的最高温度、工作温度及纹波电流频率均有关。高温度、工作温度及纹波电流频率均有关。高温度、工作温度及纹波电流频率均有关。高温度、工作温度及纹波电流频率均有关。允许的纹波电流随着温度的升高而降低，随着频允许的纹波电流随着温度的升高而降低，随着频允许的纹波电流随着温度的升高而降低，随着频允许的纹波电流随着温度的升高而降低，随着频率的上升而增加。率的上升而增加。率的上升而增加。率的上升而增加。一般温度每升高一般温度每升高一般温度每升高一般温度每升高1010，电解电容的寿命就将缩短，电解电容的寿命就将缩短，电解电容的寿命就将缩短，电解电容的寿命就将缩短一半一半一半一半 。核算后决定方案，根据手册选择等效串联电阻的核算后决定方案，根据手册选择等效串联电阻的核算后决定方案，根据手册选择等效串联电阻的核算后决定方案，根据手册选择等效串联电阻的电容器电容器电容器电容器 第7页/共34页(3)(3)使用电压使用电压使用电压使用电压注意电压的极性注意电压的极性注意电压的极性注意电压的极性最大电压不高于额定电压最大电压不高于额定电压最大电压不高于额定电压最大电压不高于额定电压串联使用时，应并联均压电阻串联使用时，应并联均压电阻串联使用时，应并联均压电阻串联使用时，应并联均压电阻降压使用，减小漏电流引起的发热，延长寿降压使用，减小漏电流引起的发热，延长寿降压使用，减小漏电流引起的发热，延长寿降压使用，减小漏电流引起的发热，延长寿命；命；命；命；85%85%90%90%的额定电压的额定电压的额定电压的额定电压 第8页/共34页(4)(4)安装及贮存方法安装及贮存方法安装及贮存方法安装及贮存方法 安装时不应承受过大的外部应力，焊接时安装时不应承受过大的外部应力，焊接时安装时不应承受过大的外部应力，焊接时安装时不应承受过大的外部应力，焊接时间不能过长。间不能过长。间不能过长。间不能过长。结构布局要有利于散热结构布局要有利于散热结构布局要有利于散热结构布局要有利于散热安全气阀不得朝下安全气阀不得朝下安全气阀不得朝下安全气阀不得朝下 高压大容量的电解电容器，贮存时将正负高压大容量的电解电容器，贮存时将正负高压大容量的电解电容器，贮存时将正负高压大容量的电解电容器，贮存时将正负极短接极短接极短接极短接长期存放后，漏电流增大，再使用前施加长期存放后，漏电流增大，再使用前施加长期存放后，漏电流增大，再使用前施加长期存放后，漏电流增大，再使用前施加一定时间的额定电压进行电老化，使漏电一定时间的额定电压进行电老化，使漏电一定时间的额定电压进行电老化，使漏电一定时间的额定电压进行电老化，使漏电流逐渐减小至正常值。流逐渐减小至正常值。流逐渐减小至正常值。流逐渐减小至正常值。第9页/共34页2.11.3 2.11.3 有机薄膜电容器有机薄膜电容器有机薄膜电容器有机薄膜电容器 用途：谐振电容、开关器件尖峰电压吸收、高用途：谐振电容、开关器件尖峰电压吸收、高用途：谐振电容、开关器件尖峰电压吸收、高用途：谐振电容、开关器件尖峰电压吸收、高频滤波等频滤波等频滤波等频滤波等 种类：聚酯薄膜、聚乙烯、聚丙烯、塑料薄膜种类：聚酯薄膜、聚乙烯、聚丙烯、塑料薄膜种类：聚酯薄膜、聚乙烯、聚丙烯、塑料薄膜种类：聚酯薄膜、聚乙烯、聚丙烯、塑料薄膜(涤纶涤纶涤纶涤纶)电容电容电容电容 特点：电容稳定、损耗小、绝缘电阻高及脉冲特点：电容稳定、损耗小、绝缘电阻高及脉冲特点：电容稳定、损耗小、绝缘电阻高及脉冲特点：电容稳定、损耗小、绝缘电阻高及脉冲电流容量大电流容量大电流容量大电流容量大结构：有机介质，阻燃塑料外壳，或聚酯压敏结构：有机介质，阻燃塑料外壳，或聚酯压敏结构：有机介质，阻燃塑料外壳，或聚酯压敏结构：有机介质，阻燃塑料外壳，或聚酯压敏胶带包裹环氧树脂封装，单向或轴向引出。胶带包裹环氧树脂封装，单向或轴向引出。胶带包裹环氧树脂封装，单向或轴向引出。胶带包裹环氧树脂封装，单向或轴向引出。无感电容：吸收无感电容：吸收无感电容：吸收无感电容：吸收du/dtdu/dt很高的尖峰电压很高的尖峰电压很高的尖峰电压很高的尖峰电压第10页/共34页2.11.4 2.11.4 瓷介电容器瓷介电容器瓷介电容器瓷介电容器 用途：开关器件尖峰电压吸收、高频滤波、用途：开关器件尖峰电压吸收、高频滤波、用途：开关器件尖峰电压吸收、高频滤波、用途：开关器件尖峰电压吸收、高频滤波、共模干扰抑制共模干扰抑制共模干扰抑制共模干扰抑制 种类：按工作电压为低压（种类：按工作电压为低压（种类：按工作电压为低压（种类：按工作电压为低压（500V500V以下）、高以下）、高以下）、高以下）、高压；按介质损耗为压；按介质损耗为压；按介质损耗为压；按介质损耗为I I型和型和型和型和型型型型I I型型型型 ：介质损耗因数小于：介质损耗因数小于：介质损耗因数小于：介质损耗因数小于0.010.01；温度、频率的；温度、频率的；温度、频率的；温度、频率的稳定性高；高频瓷介稳定性高；高频瓷介稳定性高；高频瓷介稳定性高；高频瓷介 ；容量小；国产型号为；容量小；国产型号为；容量小；国产型号为；容量小；国产型号为CCCC；型型型型 ：介质损耗因数大于：介质损耗因数大于：介质损耗因数大于：介质损耗因数大于0.010.01；温度、频率；温度、频率；温度、频率；温度、频率的稳定性差；低频瓷介的稳定性差；低频瓷介的稳定性差；低频瓷介的稳定性差；低频瓷介 ；体积小、容量大；体积小、容量大；体积小、容量大；体积小、容量大；国产型号为国产型号为国产型号为国产型号为CTCT；结构：结构：结构：结构：陶瓷薄片夹在银电极中间，用涂料封陶瓷薄片夹在银电极中间，用涂料封陶瓷薄片夹在银电极中间，用涂料封陶瓷薄片夹在银电极中间，用涂料封装而成装而成装而成装而成开关电源：高压开关电源：高压开关电源：高压开关电源：高压型瓷介电容器型瓷介电容器型瓷介电容器型瓷介电容器 第11页/共34页2.12 2.12 电感及变压器电感及变压器电感及变压器电感及变压器 2.12.1 2.12.1 常用的软磁材料常用的软磁材料常用的软磁材料常用的软磁材料 分类：软磁材料和永磁分类：软磁材料和永磁分类：软磁材料和永磁分类：软磁材料和永磁(硬磁硬磁硬磁硬磁)材料材料材料材料 开关电源中电感与变压器使用：软磁材料开关电源中电感与变压器使用：软磁材料开关电源中电感与变压器使用：软磁材料开关电源中电感与变压器使用：软磁材料主要参数：主要参数：主要参数：主要参数：饱和磁通密度饱和磁通密度饱和磁通密度饱和磁通密度、损耗损耗损耗损耗、相对磁导、相对磁导、相对磁导、相对磁导率及温度特性率及温度特性率及温度特性率及温度特性损耗：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗，受损耗：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗，受损耗：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗，受损耗：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗，受电阻率、宽度、厚度、工作频率和工作磁通电阻率、宽度、厚度、工作频率和工作磁通电阻率、宽度、厚度、工作频率和工作磁通电阻率、宽度、厚度、工作频率和工作磁通密度的影响密度的影响密度的影响密度的影响硅钢片、软磁铁氧体、非晶及超微晶合金、硅钢片、软磁铁氧体、非晶及超微晶合金、硅钢片、软磁铁氧体、非晶及超微晶合金、硅钢片、软磁铁氧体、非晶及超微晶合金、磁粉心磁粉心磁粉心磁粉心 第12页/共34页1 1硅钢片硅钢片硅钢片硅钢片 特点：稳定性好，磁通密度高，成本低，工特点：稳定性好，磁通密度高，成本低，工特点：稳定性好，磁通密度高，成本低，工特点：稳定性好，磁通密度高，成本低，工频和中频，最高可达频和中频，最高可达频和中频，最高可达频和中频，最高可达20kHz 20kHz 参数：常用厚度为参数：常用厚度为参数：常用厚度为参数：常用厚度为0.35mm0.35mm，高频时损耗较，高频时损耗较，高频时损耗较，高频时损耗较高高高高 ；0.15mm 0.15mm 的损耗小，但制造工艺复杂、的损耗小，但制造工艺复杂、的损耗小，但制造工艺复杂、的损耗小，但制造工艺复杂、价格高价格高价格高价格高 用途：输入、输出直流滤波电感及工频电源用途：输入、输出直流滤波电感及工频电源用途：输入、输出直流滤波电感及工频电源用途：输入、输出直流滤波电感及工频电源变压器。变压器。变压器。变压器。铁芯结构：叠片式和卷绕式铁芯结构：叠片式和卷绕式铁芯结构：叠片式和卷绕式铁芯结构：叠片式和卷绕式 第13页/共34页叠片式铁心叠片式铁心叠片式铁心叠片式铁心 硅钢带剪硅钢带剪切成切成 I、CI、EI或或EE形，叠形，叠装而成装而成结构：两结构：两柱式、三柱式、三柱式柱式 第14页/共34页卷绕式铁心卷绕式铁心卷绕式铁心卷绕式铁心 硅钢带剪切成需要的硅钢带剪切成需要的硅钢带剪切成需要的硅钢带剪切成需要的宽度后，卷绕成环形、宽度后，卷绕成环形、宽度后，卷绕成环形、宽度后，卷绕成环形、单框形、双框形；变单框形、双框形；变单框形、双框形；变单框形、双框形；变压器励磁电流较小，压器励磁电流较小，压器励磁电流较小，压器励磁电流较小，线圈绕制较为复杂线圈绕制较为复杂线圈绕制较为复杂线圈绕制较为复杂 采用采用采用采用CDCD和和和和XDXD形铁心，形铁心，形铁心，形铁心，绕圈绕制较容易绕圈绕制较容易绕圈绕制较容易绕圈绕制较容易 第15页/共34页2 2软磁铁氧体软磁铁氧体软磁铁氧体软磁铁氧体 非金属磁性材料：铁、锰、镁、非金属磁性材料：铁、锰、镁、非金属磁性材料：铁、锰、镁、非金属磁性材料：铁、锰、镁、铜等金属氧化物粉末混合压制、铜等金属氧化物粉末混合压制、铜等金属氧化物粉末混合压制、铜等金属氧化物粉末混合压制、高温烧结高温烧结高温烧结高温烧结特点：电阻率高；涡流损耗小；特点：电阻率高；涡流损耗小；特点：电阻率高；涡流损耗小；特点：电阻率高；涡流损耗小；温度特性较差温度特性较差温度特性较差温度特性较差 ；大型铁氧体；大型铁氧体；大型铁氧体；大型铁氧体不易加工，易破碎不易加工，易破碎不易加工，易破碎不易加工，易破碎 ，功率受，功率受，功率受，功率受限制；饱和磁通密度低限制；饱和磁通密度低限制；饱和磁通密度低限制；饱和磁通密度低 （0.5T0.5T）用途：中、高频电磁元件用途：中、高频电磁元件用途：中、高频电磁元件用途：中、高频电磁元件 结构：形式较多，常用的有结构：形式较多，常用的有结构：形式较多，常用的有结构：形式较多，常用的有EEEE形、形、形、形、U U形、形、形、形、PQPQ形及环形形及环形形及环形形及环形第16页/共34页3 3非晶及超微晶合金非晶及超微晶合金非晶及超微晶合金非晶及超微晶合金 将铁磁性元素将铁磁性元素将铁磁性元素将铁磁性元素(铁、钻、镍或其组合铁、钻、镍或其组合铁、钻、镍或其组合铁、钻、镍或其组合)与其与其与其与其他物质他物质他物质他物质(硅、硼、碳等硅、硼、碳等硅、硼、碳等硅、硼、碳等)混合，在熔化状态混合，在熔化状态混合，在熔化状态混合，在熔化状态下经急速冷却后将合金熔体凝固而形成下经急速冷却后将合金熔体凝固而形成下经急速冷却后将合金熔体凝固而形成下经急速冷却后将合金熔体凝固而形成类型：铁基非晶合金类型：铁基非晶合金类型：铁基非晶合金类型：铁基非晶合金 、铁镍基非晶合金、铁镍基非晶合金、铁镍基非晶合金、铁镍基非晶合金 、钴基非晶合金、钴基非晶合金、钴基非晶合金、钴基非晶合金 、铁基纳米晶合金、铁基纳米晶合金、铁基纳米晶合金、铁基纳米晶合金(超微超微超微超微晶合金晶合金晶合金晶合金)第17页/共34页（1 1 1 1）铁基非晶合金）铁基非晶合金）铁基非晶合金）铁基非晶合金主要元素：铁、硅、硼、碳、磷等主要元素：铁、硅、硼、碳、磷等主要元素：铁、硅、硼、碳、磷等主要元素：铁、硅、硼、碳、磷等 特点：饱和磁通密度高特点：饱和磁通密度高特点：饱和磁通密度高特点：饱和磁通密度高(1.4(1.41.7T)1.7T)、损耗低、损耗低、损耗低、损耗低(硅钢片的硅钢片的硅钢片的硅钢片的1/31/31/5)1/5)、价格便宜、价格便宜、价格便宜、价格便宜最适合替代硅钢片用于中低频变压器的铁心最适合替代硅钢片用于中低频变压器的铁心最适合替代硅钢片用于中低频变压器的铁心最适合替代硅钢片用于中低频变压器的铁心(10kHz(10kHz以下以下以下以下)，大功率电感、电抗器，大功率电感、电抗器，大功率电感、电抗器，大功率电感、电抗器第18页/共34页(2)(2)铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金 主要元素：铁、镍、硅、硼、磷等主要元素：铁、镍、硅、硼、磷等主要元素：铁、镍、硅、硼、磷等主要元素：铁、镍、硅、硼、磷等特点：饱和磁通密度较低（特点：饱和磁通密度较低（特点：饱和磁通密度较低（特点：饱和磁通密度较低（1T1T以下）、价格以下）、价格以下）、价格以下）、价格较贵，但磁导率比较高较贵，但磁导率比较高较贵，但磁导率比较高较贵，但磁导率比较高可以代替硅钢片，用作高要求的中低频变压可以代替硅钢片，用作高要求的中低频变压可以代替硅钢片，用作高要求的中低频变压可以代替硅钢片，用作高要求的中低频变压器铁心。器铁心。器铁心。器铁心。第19页/共34页(3)(3)钴基非晶合金钴基非晶合金钴基非晶合金钴基非晶合金 主要元素：钴和硅、硼等，主要元素：钴和硅、硼等，主要元素：钴和硅、硼等，主要元素：钴和硅、硼等，特点：磁性较弱饱和磁通密度较低特点：磁性较弱饱和磁通密度较低特点：磁性较弱饱和磁通密度较低特点：磁性较弱饱和磁通密度较低 (1T(1T以下以下以下以下)、价格很贵，但磁导率极高，工作频率可达价格很贵，但磁导率极高，工作频率可达价格很贵，但磁导率极高，工作频率可达价格很贵，但磁导率极高，工作频率可达200kHz200kHz一般用于要求严格的军工电源中的变压器、电一般用于要求严格的军工电源中的变压器、电一般用于要求严格的军工电源中的变压器、电一般用于要求严格的军工电源中的变压器、电感等，替代铁氧体。感等，替代铁氧体。感等，替代铁氧体。感等，替代铁氧体。第20页/共34页(4)(4)铁基纳米晶合金铁基纳米晶合金铁基纳米晶合金铁基纳米晶合金(超微晶合金超微晶合金超微晶合金超微晶合金)主要元素：铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌主要元素：铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌主要元素：铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌主要元素：铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等等等等其中铜和铌是获得纳米晶结构必不可少的元其中铜和铌是获得纳米晶结构必不可少的元其中铜和铌是获得纳米晶结构必不可少的元其中铜和铌是获得纳米晶结构必不可少的元素。它们首先被制成非晶带材，然后经过适素。它们首先被制成非晶带材，然后经过适素。它们首先被制成非晶带材，然后经过适素。它们首先被制成非晶带材，然后经过适当退火，形成微晶和非晶的混合组织。当退火，形成微晶和非晶的混合组织。当退火，形成微晶和非晶的混合组织。当退火，形成微晶和非晶的混合组织。特点：饱和磁通密度为特点：饱和磁通密度为特点：饱和磁通密度为特点：饱和磁通密度为1.21.21.4T1.4T，其他性能，其他性能，其他性能，其他性能与钴基非晶合金相似，但价格低于钴基非晶与钴基非晶合金相似，但价格低于钴基非晶与钴基非晶合金相似，但价格低于钴基非晶与钴基非晶合金相似，但价格低于钴基非晶合金。合金。合金。合金。在在在在1010100kHz100kHz频率范围应用内可取代铁氧体。频率范围应用内可取代铁氧体。频率范围应用内可取代铁氧体。频率范围应用内可取代铁氧体。第21页/共34页优点：电阻率高，相对磁导率高优点：电阻率高，相对磁导率高优点：电阻率高，相对磁导率高优点：电阻率高，相对磁导率高(达达达达10104 410105 5)；损耗低，是优良的软磁材料；损耗低，是优良的软磁材料；损耗低，是优良的软磁材料；损耗低，是优良的软磁材料缺点：使用温度不能超过缺点：使用温度不能超过缺点：使用温度不能超过缺点：使用温度不能超过150150；较脆，需要；较脆，需要；较脆，需要；较脆，需要专用的保护盒，或树脂把铁心封装；专用的保护盒，或树脂把铁心封装；专用的保护盒，或树脂把铁心封装；专用的保护盒，或树脂把铁心封装；硬度高，硬度高，硬度高，硬度高，不易冲压，只能卷绕不易冲压，只能卷绕不易冲压，只能卷绕不易冲压，只能卷绕铁心的形状：仅限于环形、跑道形、矩形等铁心的形状：仅限于环形、跑道形、矩形等铁心的形状：仅限于环形、跑道形、矩形等铁心的形状：仅限于环形、跑道形、矩形等第22页/共34页4 4磁粉心磁粉心磁粉心磁粉心 复复复复合合合合型型型型铁铁铁铁心心心心：铁铁铁铁磁磁磁磁材材材材料料料料与与与与非非非非导导导导磁磁磁磁材材材材料料料料粉粉粉粉末末末末复复复复合合合合而而而而成成成成；铁铁铁铁镍镍镍镍钼钼钼钼磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心、铁铁铁铁镍镍镍镍磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心、铁铁铁铁硅硅硅硅铝铝铝铝磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心和铁磁粉心和铁磁粉心和铁磁粉心和铁磁粉心特特特特点点点点：损损损损耗耗耗耗略略略略高高高高于于于于铁铁铁铁氧氧氧氧体体体体，其其其其中中中中铁铁铁铁镍镍镍镍钼钼钼钼磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心损损损损耗耗耗耗最最最最低低低低，铁铁铁铁磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心损损损损耗耗耗耗最最最最高高高高，其其其其他他他他两两两两种种种种居居居居中中中中；铁铁铁铁镍镍镍镍钼钼钼钼磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心最最最最贵贵贵贵，铁铁铁铁磁磁磁磁粉粉粉粉心心心心价价价价格格格格最最最最低低低低；饱饱饱饱和和和和磁磁磁磁通通通通密密密密度度度度为为为为0.60.61.2T1.2T；在在在在较较较较高高高高磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度下下下下不不不不饱饱饱饱和和和和，相相相相对磁导率较低（对磁导率较低（对磁导率较低（对磁导率较低（2020300 300）滤波电感，结构以环形为主滤波电感，结构以环形为主滤波电感，结构以环形为主滤波电感，结构以环形为主 第23页/共34页2.12.2 2.12.2 电感电感电感电感 电感的主要结构：环形、电感的主要结构：环形、电感的主要结构：环形、电感的主要结构：环形、E E形、形、形、形、C C形形形形 铁心材料：铁心材料：铁心材料：铁心材料：硅钢片、铁氧体和非晶等高磁导率材料硅钢片、铁氧体和非晶等高磁导率材料硅钢片、铁氧体和非晶等高磁导率材料硅钢片、铁氧体和非晶等高磁导率材料（防止磁饱和，铁心中插入气隙（防止磁饱和，铁心中插入气隙（防止磁饱和，铁心中插入气隙（防止磁饱和，铁心中插入气隙 ）；）；）；）；磁粉心（选择磁导率防止铁心饱和磁粉心（选择磁导率防止铁心饱和磁粉心（选择磁导率防止铁心饱和磁粉心（选择磁导率防止铁心饱和 ）第24页/共34页1 1电感的主要参数电感的主要参数电感的主要参数电感的主要参数电感量：有气隙的高磁导率材料铁心磁通密度接电感量：有气隙的高磁导率材料铁心磁通密度接电感量：有气隙的高磁导率材料铁心磁通密度接电感量：有气隙的高磁导率材料铁心磁通密度接近饱和值前，视电感为常数近饱和值前，视电感为常数近饱和值前，视电感为常数近饱和值前，视电感为常数；磁粉心磁粉心磁粉心磁粉心 的铁心的铁心的铁心的铁心电感电感电感电感量随着工作电流增加而显著下降。量随着工作电流增加而显著下降。量随着工作电流增加而显著下降。量随着工作电流增加而显著下降。额定电流：有效值绕组的发热；最大值铁心额定电流：有效值绕组的发热；最大值铁心额定电流：有效值绕组的发热；最大值铁心额定电流：有效值绕组的发热；最大值铁心最大工作磁通密度；有气隙的高磁导率材料铁心，最大工作磁通密度；有气隙的高磁导率材料铁心，最大工作磁通密度；有气隙的高磁导率材料铁心，最大工作磁通密度；有气隙的高磁导率材料铁心，最大磁通密度最大磁通密度最大磁通密度最大磁通密度B Bmm与电流最大值与电流最大值与电流最大值与电流最大值i imm成正比；成正比；成正比；成正比；磁粉心磁粉心磁粉心磁粉心 的铁心，由的铁心，由的铁心，由的铁心，由特性曲线确定特性曲线确定特性曲线确定特性曲线确定B Bmm 。最高工作温度：最高工作温度：最高工作温度：最高工作温度：与绕组的绝缘等级以及铁心材料与绕组的绝缘等级以及铁心材料与绕组的绝缘等级以及铁心材料与绕组的绝缘等级以及铁心材料最高工作温度有关最高工作温度有关最高工作温度有关最高工作温度有关；发热的根本原因是绕组的铜发热的根本原因是绕组的铜发热的根本原因是绕组的铜发热的根本原因是绕组的铜损及铁心的铁损。需要核算。损及铁心的铁损。需要核算。损及铁心的铁损。需要核算。损及铁心的铁损。需要核算。第25页/共34页2 2电感的计算方法电感的计算方法电感的计算方法电感的计算方法 设计前的准备工作：设计前的准备工作：设计前的准备工作：设计前的准备工作：(1)(1)确定电感的电感量、电流的有效值及峰值确定电感的电感量、电流的有效值及峰值确定电感的电感量、电流的有效值及峰值确定电感的电感量、电流的有效值及峰值(2)(2)确定电感的最大工作磁通密度确定电感的最大工作磁通密度确定电感的最大工作磁通密度确定电感的最大工作磁通密度B Bmm (3)(3)选择铁心的结构形式及导线的电流密度选择铁心的结构形式及导线的电流密度选择铁心的结构形式及导线的电流密度选择铁心的结构形式及导线的电流密度 第26页/共34页A AP P法：法：法：法：A AP P=A=Ae eA Aww法，法，法，法，即用铁心的截面积即用铁心的截面积即用铁心的截面积即用铁心的截面积A Ae e和窗口截和窗口截和窗口截和窗口截面积面积面积面积A Aww的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量 第27页/共34页设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：计算计算计算计算A Ap p值，对照产值，对照产值，对照产值，对照产品手册选择品手册选择品手册选择品手册选择A Ap p值值值值大于计算结果的铁大于计算结果的铁大于计算结果的铁大于计算结果的铁心型号，确定心型号，确定心型号，确定心型号，确定A Ae e值值值值 确定绕组匝数确定绕组匝数确定绕组匝数确定绕组匝数 计算气隙长度计算气隙长度计算气隙长度计算气隙长度计算电感损耗，并计算电感损耗，并计算电感损耗，并计算电感损耗，并核算其温升核算其温升核算其温升核算其温升 第28页/共34页2.12.3 2.12.3 变压器变压器变压器变压器 参数：一次、二次额定电压及电流，工作频参数：一次、二次额定电压及电流，工作频参数：一次、二次额定电压及电流，工作频参数：一次、二次额定电压及电流，工作频率，电压比，额定功率，漏感及最高工作温率，电压比，额定功率，漏感及最高工作温率，电压比，额定功率，漏感及最高工作温率，电压比，额定功率，漏感及最高工作温度等度等度等度等特点：电压是周期性的非正弦波，通常为高特点：电压是周期性的非正弦波，通常为高特点：电压是周期性的非正弦波，通常为高特点：电压是周期性的非正弦波，通常为高频脉冲波频脉冲波频脉冲波频脉冲波注意变压器绕组电压伏秒积的数值对铁心磁注意变压器绕组电压伏秒积的数值对铁心磁注意变压器绕组电压伏秒积的数值对铁心磁注意变压器绕组电压伏秒积的数值对铁心磁通密度变化量通密度变化量通密度变化量通密度变化量B B的影响。防止过大的的影响。防止过大的的影响。防止过大的的影响。防止过大的B B，进入饱和区，且产生过大的铁心损耗。进入饱和区，且产生过大的铁心损耗。进入饱和区，且产生过大的铁心损耗。进入饱和区，且产生过大的铁心损耗。第29页/共34页2 2变压器的结构及设计方法变压器的结构及设计方法变压器的结构及设计方法变压器的结构及设计方法 高频变压器铁心：软磁铁氧体、超微晶高频变压器铁心：软磁铁氧体、超微晶高频变压器铁心：软磁铁氧体、超微晶高频变压器铁心：软磁铁氧体、超微晶合金等低损耗材料。合金等低损耗材料。合金等低损耗材料。合金等低损耗材料。结构形式：结构形式：结构形式：结构形式：E E形、环形及形、环形及形、环形及形、环形及C(U)C(U)形。形。形。形。绕组数量：双绕组、多绕组变压器，多绕组数量：双绕组、多绕组变压器，多绕组数量：双绕组、多绕组变压器，多绕组数量：双绕组、多绕组变压器，多绕组变压器为多路输出电源；一次绕组变压器为多路输出电源；一次绕组变压器为多路输出电源；一次绕组变压器为多路输出电源；一次(二次二次二次二次)绕组有单绕组、有中心抽头形式。绕组有单绕组、有中心抽头形式。绕组有单绕组、有中心抽头形式。绕组有单绕组、有中心抽头形式。第30页/共34页设计前的准备工作：设计前的准备工作：设计前的准备工作：设计前的准备工作：(1)(1)确定变压器的工作电压波形、确定变压器的工作电压波形、确定变压器的工作电压波形、确定变压器的工作电压波形、电压比电压比电压比电压比k k、电流有效值及工作、电流有效值及工作、电流有效值及工作、电流有效值及工作频率，并确定绕组电压伏秒频率，并确定绕组电压伏秒频率，并确定绕组电压伏秒频率，并确定绕组电压伏秒积的最大值。积的最大值。积的最大值。积的最大值。(2)(2)根据铁心材料数据及电路结根据铁心材料数据及电路结根据铁心材料数据及电路结根据铁心材料数据及电路结构确定磁通密度的变化量构确定磁通密度的变化量构确定磁通密度的变化量构确定磁通密度的变化量B B。核算铁心的损耗，防止铁核算铁心的损耗，防止铁核算铁心的损耗，防止铁核算铁心的损耗，防止铁心过热。心过热。心过热。心过热。(3)(3)选择铁心的结构形式选择铁心的结构形式选择铁心的结构形式选择铁心的结构形式(如如如如E E形、形、形、形、C C形等形等形等形等)及导线的电流密度。及导线的电流密度。及导线的电流密度。及导线的电流密度。第31页/共34页A AP P法：法：法：法：A AP P=A=Ae eA Aww法，法，法，法，即用铁心的截面积即用铁心的截面积即用铁心的截面积即用铁心的截面积A Ae e和窗口截和窗口截和窗口截和窗口截面积面积面积面积A Aww的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量的乘积来确定该铁心的容量第32页/共34页设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：计算计算计算计算A Ap p值，对照产品手值，对照产品手值，对照产品手值，对照产品手册选择册选择册选择册选择A Ap p值大于计算结值大于计算结值大于计算结值大于计算结果的铁心型号，确定果的铁心型号，确定果的铁心型号，确定果的铁心型号，确定A Ae e值值值值 确定一次绕组匝数确定一次绕组匝数确定一次绕组匝数确定一次绕组匝数 计算二次绕组匝数计算二次绕组匝数计算二次绕组匝数计算二次绕组匝数 根据导线电流密度、窗根据导线电流密度、窗根据导线电流密度、窗根据导线电流密度、窗口尺寸确定导线直径及口尺寸确定导线直径及口尺寸确定导线直径及口尺寸确定导线直径及绕制方绕制方绕制方绕制方 第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页