匹配变压器的设计
日期:2012-6-13 17:42:52 人气:
由于国内的固态高频的还没有形成规模生产,所以相关的零配件远还没有形成完整的产业链。如一些重要的配件如负载匹配变压器和槽路补偿电容就只能定制。
在变压器豹设计中,主要要考虑变压器的漏感和铁芯的损耗。变压器的损耗不仅降低了整机的效率,更重要的是它会影响到变压器的性能和系统可靠性。解决的措施有两个:一是选择适合高频工作的磁性材料,并设计适当的磁通密度工作点;二是选择适合的绕组结构,使整个铁芯更容易散热。但绕组的设计要兼顾变压器的漏感,要使变压器的漏感尽量小,
就铁芯材料而台,在高频常用的有两种,软磁铁铁氧体材料和磁性非晶合金材料。磁性非晶合金可以从化学成分上划分成以下几大类:铁基非晶合金:主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4一17T)、软磁性能优于硅钢片,价格便宜,最适合替代硅钢片,作为于中低频变压器的铁芯(一般在10千赫兹以下),例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
铁镍基非晶合金:主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成,它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为IT以卜),价格较贵,但导磁率比较高,可以代替硅钢片或者坡莫合金,用作高要求的中低频变压器铁芯,例如漏电开关力感器。
钻基非晶合金:由钻和硅、硼等组成,有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素,由于含钻,它们价格很贵,磁性较弱(饱和磁感应强度一般在IT以下),但导磁率极高,一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等,替代坡莫合金和铁氧体。
铁基纳米晶合金(超微晶合金):‘它们由铁、硅、硼和少量的铜、银、妮等组成,其中铜和妮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,然后经过适当退火,形成微晶和非晶的混合组织。这种材料虽然便宜,但磁性能极好,几乎能够和钻基非晶合金相媲美,是工业和民用中高频变压器、互感器、电感的理想材料,也是坡莫合金和铁氧体的换代产品。非晶材料适合在16K丑z以下的中频段使用。而在(16-100KHz)则应使用纳米晶材料。相比较于硅钢,非晶材料的电阻率大,矫顽力小,导磁率高,带材厚度薄,比硅钢更适合在400Hz一15KHz的中频段使用。但当频率继续升高时,非晶材料的磁导率急剧下降,高频损耗迅速肚升,从性能、效率、价格的各个指标综合分析,就应当考虑使用纳米晶材料了,与铁氧体相比纳米晶材料在饱和磁感应密度Bs、磁导率p、居里点温度都具有优势。铁氧体磁芯按化学成分可分为锰锌铁氧体,镍锌铁氧体和铜镁锌铁氧体。由于铁氧体是复合氧化物烧结体,电阻率非常高,适合在高频下使用。
在变压器豹设计中,主要要考虑变压器的漏感和铁芯的损耗。变压器的损耗不仅降低了整机的效率,更重要的是它会影响到变压器的性能和系统可靠性。解决的措施有两个:一是选择适合高频工作的磁性材料,并设计适当的磁通密度工作点;二是选择适合的绕组结构,使整个铁芯更容易散热。但绕组的设计要兼顾变压器的漏感,要使变压器的漏感尽量小,
就铁芯材料而台,在高频常用的有两种,软磁铁铁氧体材料和磁性非晶合金材料。磁性非晶合金可以从化学成分上划分成以下几大类:铁基非晶合金:主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4一17T)、软磁性能优于硅钢片,价格便宜,最适合替代硅钢片,作为于中低频变压器的铁芯(一般在10千赫兹以下),例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
铁镍基非晶合金:主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成,它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为IT以卜),价格较贵,但导磁率比较高,可以代替硅钢片或者坡莫合金,用作高要求的中低频变压器铁芯,例如漏电开关力感器。
钻基非晶合金:由钻和硅、硼等组成,有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素,由于含钻,它们价格很贵,磁性较弱(饱和磁感应强度一般在IT以下),但导磁率极高,一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等,替代坡莫合金和铁氧体。
铁基纳米晶合金(超微晶合金):‘它们由铁、硅、硼和少量的铜、银、妮等组成,其中铜和妮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,然后经过适当退火,形成微晶和非晶的混合组织。这种材料虽然便宜,但磁性能极好,几乎能够和钻基非晶合金相媲美,是工业和民用中高频变压器、互感器、电感的理想材料,也是坡莫合金和铁氧体的换代产品。非晶材料适合在16K丑z以下的中频段使用。而在(16-100KHz)则应使用纳米晶材料。相比较于硅钢,非晶材料的电阻率大,矫顽力小,导磁率高,带材厚度薄,比硅钢更适合在400Hz一15KHz的中频段使用。但当频率继续升高时,非晶材料的磁导率急剧下降,高频损耗迅速肚升,从性能、效率、价格的各个指标综合分析,就应当考虑使用纳米晶材料了,与铁氧体相比纳米晶材料在饱和磁感应密度Bs、磁导率p、居里点温度都具有优势。铁氧体磁芯按化学成分可分为锰锌铁氧体,镍锌铁氧体和铜镁锌铁氧体。由于铁氧体是复合氧化物烧结体,电阻率非常高,适合在高频下使用。
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