《电源输出功率与磁芯尺寸的计算方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源输出功率与磁芯尺寸的计算方法（4页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、要使变压器输出更大的功率，我们希望在电压一定的情况下，圈数要尽可 能的 少、导线尽可能的粗。这样才有利于提供较大的电流，输出更大的功率。前者需要 较大的磁芯截面积，后者要求较大的磁芯窗口面积。因此要获得较大 的输出功率磁 芯尺寸必须够大才行。变压器初级绕组的圈数可用下式来算：N=k*10 A5*U/（f*Ae*Bmax）k 为最大导通时间与周期之比，通常取 k=0.4；U 是初级绕组输入电压（V）,（近似等于直流输入电压）；f 是变压器的工作频率（KHZ）；Ae 是磁芯的截面积（cm2）；Bmax 是允许的磁通密度最大变化幅度（G）。因此，在一定电压下，增大截面积 Ae、提高工作频率 f 和选
2、择更大的峰 值 磁通密度 Bmax，都有利于减少圈数，提高输出功率。但是，磁芯的损耗（铁 损）是按 Bmax 的 2.7 次幕和 f的 1.7 次幕呈指数增长的，Bmax 还受磁芯饱和的 限制。因此，提高工作频率 f 和选择更大的峰值磁通密度 Bmax 都是有限度的。大多数适 合做开关电源的铁氧体磁芯频率通常限制在 10-50KHZ 以内，Bmax 限 制在 2000G（高斯）以内，一般取 Bmax=1600G 较为合适。因此，功率主要靠 磁 芯截面积 Ae、其次靠工作频率 f 控制。但必须明确的是，这种控制关系是间接的而不是直接的，Ae 加大和 f 提高 只 是表示对同样的电压，允许绕的圈数
3、更少，只有实际把圈数减少了才能提高 功率。如果在同样材料的一个大磁芯和一个小磁芯上，用一样的导线绕同样的 圈数，对同 样的输入电压输出功率是基本相同的。同样，如果一个做好的变压 器，仅仅靠改变 工作频率，也是不会使输出功率提高的。在实际问题的处理上，因为变压器已经做好，所以我建议提高输入电压来 提高 功率；如果从变压器入手的话，可以尝试把导线适当加粗，同时把频率提 高一些，以允许圈数能有所减少，这样就可加大输出功率。导线加粗受到磁芯窗口面积 Ac 限制。用截面积为 Ad 的导线绕 N 圈，占用 的 窗口面积为：设，初级绕组窗口占用系数为 Sn=Awc/Ac，Ad 用电流 I（有效值）和允 许的
4、电流密度 J 表示为：Ad=l/J/100,（Ad-平方厘米，l-A 有效值，J-A/平方毫米）贝卩上式可写成：Ac*Sn 二 k*U*1*10 八 3/（f*Ae*Bmax*J）或，U*l=Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*10 八-3/k 因为输入功率等于输入电压 U 与电流平均值 k*lp 的乘积，而电流有效值 l 与峰 值 lp 的关系为：lp=1.58*l，所以输入功率：Pi=1.58*k*U*l=1.58*S n*Bmax*J*f*Ae*Ac*10 八-3 再乘上效率 Ef 就得到最大输出功率的表达式：Po=1.58*Ef*Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*10 八-3 可见，
5、功率除了和上面那些有利于圈数减少的因素成正比之外，还与允许 导线 加粗的 Ac、Sn 以及电流密度 J 成正比。工程上一般取 Ef=0.8,Sn=0.4,Bmax=1600G,J=4A/平方毫米，再考虑到不同电路形式的绕组结构不同，故常 用 下式来估算磁芯的最大输出功率：Po=m*f*Ae*Ac 推挽电路 m=3.2；单端正激电路 m=1.6；半桥和全桥 m=4.48。电视机行输出变压器常用的三种 U 型磁芯,U12、U16、U18 的 Ae 与 Ac 乘积分别为 6.12、14.9、30.4（平方厘米），如果频率取 f=20KHZ，采用推挽电 路,贝可算得这三种磁芯可提供的最大输出功率为：U
6、12：Po=3.2*20*6.12=548 W U16：Po=3.2*20*14.9=954W U18：Po=3.2*20*30.4=1945W 这种 U 型磁芯窗口面积很大适合高压大功率的场合,但磁路较长,初、次 级耦 合度较差,漏感大。再次强调,算出的最大功率只是说明该磁芯的能力,大 材小用可 以,小材大用就不行了。磁芯选定之后，最大输出功率和工作频率有关 工程上可用下式估算：Po=1.6*f*Ae*Ac（W）f-工作频率（KHZ）Ae-磁芯截面积（平方厘米）Ac-磁芯窗口面积（平方厘米）（对其他电路形式，式中系数 1.6 有所不同）对 EI40,Ae=1.28,Ac=1.5，可算得 当 f=20KHz 时，Po=61W 当 f=24KHz 时，Po=74W 当 f=48KHz 时，Po=148W 绕组的每伏匝数，用下式计算：No=15.6/（f*Ae）（匝/V）若 f=24KHZ,No=15.6/（24*1.28）=0.51 匝/V 如果初级电压 V1=240V，次级电压 V2=36V，则 初级匝数：N1=No*V1=122 匝 次级匝数：N2=No*V2=18 匝
电源输出功率与磁芯尺寸的计算方法
