侵权投诉

变压器电感量怎么算?变压器电感量计算公式深度讲解

电源研发精英圈 2018-09-06 14:38 次阅读

为何两套变压器计算公式计算出来的电感量是不想同的?到底谁对谁错?

(比如新手工程师张三对于开关电源变压器的计算还没有很好的理解,去请教李四和王五,然后李四给了一套计算公式给张三,王五也给了一套计算公式给张三。然后张三分别按照两个人给的公式兴致勃勃的算了起来,算出来之后,发现两套公式计算出来的电感量根本不相同,且相差了不少,到底是李四对还是王五对?)

我设计开关电源也有一些年份了,接触开关电源的新手也比较多,而新手问得最多的一个问题就是变压器怎么计算,而变压器计算中问得最多的一个问题就是,上面提到的感量不一样的问题。我可以这么说,只要有这个疑问的电源工程师,那么一定说明你是新手,一定没有掌握变压器的设计方法。其实两个工程师计算出来的电感量不相同是很正常的,我甚至可以说,同一个项目给两个不同的并且有经验的工程师来计算变压器的话,这两个工程师计算出来的电感量一定不一样。

为什么?其中有比较多的原因。我们以反激为例,计算变压器得出来的感量大与小根本没有绝对的对与错,只要你的变压器在最低输入电压最大输出功率工作的时候,变压器磁芯不饱和,另外温度能过关,就不能说他的计算方法不对。

对于有经验的工程师算了那么多年的变压器了为何每接一个新的项目都会重新计算?为什么不直接用一个功率相当的变压器就直接用?实质上就是要从理论上保证磁芯不饱和(当然其中还有其他东西需要保证,但对于新手而言理解这一点就够了,请老手们包涵)。

下面我拿一套计算方法来说明一下电感量的计算:

我们拿反激DCM的计算为例

首先根据能量守恒,可得到

其中Lp是变压器原边的电感量,Ip为原边电感量的峰值电流,P为开关电源输入功率,T为开关电源的开关周期。

然后根据定义,如果在电感上加一个恒定电压,电感上的电流是随着时间线性上升的,可得到

反激DCM计算时,我们在最低输入最大功率输出时保证工作在DCM的话,就可以保证整个输入电压范围及整个功率范围都为DCM。

我们看看公式一,公式一只有在DCM和BCM(临界)时成立,因为连续模式下还需要减去一个起始电流的能量才会等于P*T,请看下图。

然后我们看看公式二,公式二也只有在DCM时成立(当然BCM也成立),在CCM模式下应该要把Ip改成△Ip才行

(CCM只有这个公式成立,其中△Ip=Ip-I1)

由于两个公式都只有在DCM成立(当然BCM也成立),所以两个公式如果解方程组的话,得出来的感量,就可以保证变压器在整个输入电压范围和整个输出功率范围是在DCM的。

两个公式的方程组,要解出来就必须小于两个未知数才能解出来。

我们下面再来看一下公式一和公式二中的参数。

公式一中,Lp和Ip是未知数,P是功率是已知的,T是开关周期是固定的(T=1/f)

公式二中,Ip和Ip是未知数,Vin是已知(前文提到过在最低输入电压下计算),D是可以设定的(我们一般设计在最低输入电压最大功率时占空比于0.5,比如此处可以取0.45;如果上面的Vin取得比最低输入电压要搞那么D还得另外放小,这个有兴趣可以自己推一推算一算),f是固定的。

方程组中两个公式只有两个未知数,肯定可以解出的

公式一和公式二解方程组可得到

此时我们就可以把电感量计算出来。

下面我们再根据伏秒平衡得到

值得注意的是,公式四只有在CCM或者BCM(BCM是临界状态,此时也是成立的)成立,在DCM是不成立的,请看下图的描述。

公式三在BCM和DCM成立,公式四在BCM和CCM成立

如果我们把公式三和公式四再联立解方程组,就是取两个公式的成立条件的交集,成立条件的交集就是BCM(临界)。那就是说方程组解出来后的变压器参数,在最低输入电压Vin满载下(因为公式三就是在最低输入和满在下计算出来的)变压器刚好在BCM状态。

此时公式三和公式四联立我们就可以把Vor(反射电压)计算出来。

大家都知道反射电压计算出来之后,就可以把匝数计算出来。

此时我们就只要计算完匝数后,变压器的基本参数就差不多了。

匝数的计算也就是要保证变压器不饱和。

此时匝数也就可以算出来了。

现在我们回顾一下四个公式

用一个特定的Vin(我们上面用的最低输入电压),然后再用这四个公式联立计算出来的变压器,就是说在Vin输入时变压器刚好处于临界状态。那么实际满载测试时,当输入电压调到高于这个Vin(计算时用的Vin),那么变压器肯定进入断续状态,当输入电压调至低于这个Vin(计算时用的Vin),那么变压器肯定进入连续状态。这就是一种临界点计算变压器法。

那么,我们如果计算时就特意把Vin抬高来计算(比如原来用Vin=176来计算,此时我们用Vin=264来计算),那么此时计算出来的电感量一定高于原来的电感量(当然Vin抬高时,D是要降低的,这个要注意,有兴趣的可自己推算一下),此时只要变压器在全范围不饱和,那么计算出来的电感量也是对的,而不同的是临界点抬高了。

所以电感量的大小就是反应临界点的高低而已,并非对错,你可以把临界点定在85V(这样全范围断续,当然你想更断续的话你还可以把Vin继续定低一点),你也可以把临界点定在264V(全范围连续,当然你还想更连续一点的话还可以继续把Vin定高一点),也可把临界点定在220V(高于220断续,低于220连续),这个是随便你来定的,只要不饱和,你变压器就不算错。

记住:电感量主要反应临界点的高低,临界点越高,变压器更连续,临界点越低,变压器更断续。

虽然说,变压器只要不饱和都不算错,但你得评估怎么样更合适,比如功率很小时一般在断续更合适(功率小,开关损耗占主要损耗,导通损耗占次要损耗,断续一点可以降低开关损耗),功率比较大时一般连续一点比较合适(功率大,开关损耗占次要损耗,导通损耗占主要损耗,连续一点可以降低导通损耗)。

我希望天下所有的新手工程师看了这篇文章后有所启发,不要动不动就问为什么按照李四的计算电感量低,按照王五的计算电感量高,谁对谁错的问题,没有对错这只是你的领悟还不够。

本文为公众号作者马超老师,赶鸭子上架在很短时间内一字一字码出来的,可能有很多不严谨的地方,还请各位在下方的留言中指出,谢谢!

原文标题:变压计算,不同人计算的感量为何不同?谁对谁错?

文章出处:【微信号:dianyuankaifa,微信公众号:电源研发精英圈】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

线性电源和开关电源在原理上有何区别

线性电源是电路设计中的重要部分,电源的稳定性在很大程度上决定了电路的稳定性。        开关电源....
的头像 汽车玩家 发表于 10-20 15:17 281次 阅读

电力增容改造工程运管平台的应用

摘要:高校一般占地面积较大,整个校区范围内的配电无法通过一间总配电室完成,常规的配电方式为一个校区内....
发表于 10-20 10:39 50次 阅读

应急灯电路原理图(应急灯充电电路/移相触发无极调光灯电路/照明灯关灯自动延时熄灭电路)

智能路灯控制系统包含智能控制器和可变电抗器,智能控制器主要负责对传感器传输的信号进行计算处理,而可变....
发表于 10-19 15:27 126次 阅读
应急灯电路原理图(应急灯充电电路/移相触发无极调光灯电路/照明灯关灯自动延时熄灭电路)

开关变压器TO-LED-L2-47参数

老师好,开关变压器TO-LED-L2-47的各脚作用及参数在网上没有查到,请老师指教。 ...
发表于 10-16 09:25 119次 阅读

什么原因会引起变压器漏油

某变电站220KV变压器阀芯漏油,什么原因会引起变压器漏油呢?
发表于 10-15 15:41 38次 阅读

移相全桥有哪几种工作模式

什么是移相全桥? 移相全桥有哪几种工作模式? ...
发表于 10-15 08:43 0次 阅读

信号机电路图讲解和实物图(黄灯点灯电路/出站信号机点灯/进站信号机点灯电路)

信号机点灯电路,用来控制信号机的各种信号显示。信号机点灯电路在断线故障时要求灭灯时要使用信号显示降级....
发表于 10-14 14:40 106次 阅读
信号机电路图讲解和实物图(黄灯点灯电路/出站信号机点灯/进站信号机点灯电路)

变压器绕组变形曲线判断方法详解

变压器绕组变形测试仪是测量6kvA及以上电力变压器线圈绕组的扭曲、鼓包或移位等变形情况测量,采用频率....
的头像 电力预防性试验技术 发表于 10-14 12:43 140次 阅读

大电流对线路有哪些要求

50A的直流电流,要求线径多大才符合要求(不会有温升)? 我们通常取电流密度为每平方毫米3~5A,具....
发表于 10-14 10:20 36次 阅读

Pickering Electronics在慕尼黑华南电子展上展出耐高压舌簧继电器系列产品

在12F80展位上,Pickering Electronics将重点推介公司的耐高压舌簧继电器系列产....
的头像 西西 发表于 10-14 09:19 1071次 阅读
Pickering Electronics在慕尼黑华南电子展上展出耐高压舌簧继电器系列产品

电压调整率和负载调整率有什么区别

什么是电压调整率?怎样去计算电压调整率呢? 什么是负载调整率?怎样去计算负载调整率呢? ...
发表于 10-14 08:54 0次 阅读

怎样去计算变压器的电抗标么值呢

怎样去计算变压器的电抗标么值呢? 怎样去计算架空线路及电缆的电抗标么值呢? ...
发表于 10-14 08:01 0次 阅读

发电机中性点接地电阻柜的特点是什么

齐齐哈尔市接地电阻柜,发电机中性点接地电阻柜的实用性,接地电阻柜将零散的单相变压器、电阻器、电流互感....
发表于 10-12 09:40 23次 阅读

中频电阻焊机的产品质量品质好

目前,中频电阻焊机在钢桶生产中的应用越来越多,工频电阻焊机已逐渐被淘汰。然而,对于大多数制桶商来说,....
发表于 10-11 18:13 74次 阅读

TI的集成式变压器模块技术有助于进一步增加混动和电动汽车的行驶时间

通过全新的易用型偏置电源模块,工程师可以将电源解决方案的尺寸减小一半,满足系统小型化和轻量化需求。
发表于 10-11 16:06 262次 阅读
TI的集成式变压器模块技术有助于进一步增加混动和电动汽车的行驶时间

通过分布式架构驱动下一代电动汽车系统

电动汽车需要高标准的可靠性和安全性,而这种要求会渗透到各个功率转换电子设备上。元件必须以受控且经过验....
发表于 10-11 15:56 1196次 阅读
通过分布式架构驱动下一代电动汽车系统

如何通过分布式架构驱动下一代电动汽车系统

电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV) 正在不断演进,其中的电子设备同样也在发生变化。在....
的头像 德州仪器 发表于 10-11 10:06 690次 阅读
如何通过分布式架构驱动下一代电动汽车系统

德州仪器推出1.5W隔离式直流/直流偏置电源模块 UCC14240-Q1

德州仪器 (TI) 今日推出尺寸更小、精度更高的 1.5W 隔离式直流/直流偏置电源模块 UCC14....
的头像 德州仪器 发表于 10-09 14:40 326次 阅读

顺络新品 | 适用于PSIP塑封工艺的新型贴片变压器

变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件,它直接关系到开关电源的各项技术指标和电磁兼容性。
发表于 10-08 15:35 339次 阅读
顺络新品 | 适用于PSIP塑封工艺的新型贴片变压器

变压器调压档位怎么调

其实10kv配电变压器是可以调节电压的,变压器的调压一般有三个档位和五个档位两种。
发表于 10-07 11:37 588次 阅读

变压器220v变12v怎么接

用万用表测量2根线的阻值,高阻值的2根线接220V,低阻值的接12V。
发表于 10-07 11:06 385次 阅读

大功率可控硅触发电路的触发方式哪几种 可控硅触发电路主要应用

单相通用型可控硅触发板是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制....
的头像 Les 发表于 10-02 17:37 273次 阅读

变压器的分类、制造技术及故障检测技术

什么是变压器?变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,在日常生活中有着非常广泛的应用。接下来....
的头像 我快闭嘴 发表于 10-02 16:06 214次 阅读

Pickering Electronics推出新款耐高压SIL/SIP舌簧继电器 线圈电阻更高,功耗更低

100HV系列继电器非常适用于需要切换电源电压的应用,比如要控制和隔离可控硅整流器(SCR)或双向可....
发表于 09-30 09:57 909次 阅读
Pickering Electronics推出新款耐高压SIL/SIP舌簧继电器 线圈电阻更高,功耗更低

变压器与电感器设计手册

变压器与电感器设计手册 ,需要完整版的小伙伴可以下载附件。 ...
发表于 09-28 16:27 249次 阅读
变压器与电感器设计手册

改善DCDC变压器在电动汽车上的应用资料

改善DCDC变压器在电动汽车上的应用资料(肇庆理士电源技术有限公司图片)-改善DCDC变压器在电动汽....
发表于 09-27 15:32 53次 阅读
改善DCDC变压器在电动汽车上的应用资料

Aigtek传统类功率放大器的种类介绍

功率放大器种类繁多,使用场合,工作频段各不相同。可以按照线性功率放大器和非线性功率放大器进行分类。其....
发表于 09-27 15:09 58次 阅读
Aigtek传统类功率放大器的种类介绍

直流偏磁变压器建模

直流偏磁变压器建模(实用电源技术pdf)-  直流偏磁变压器建模,基于J-A修正理论。为直流偏磁抑制....
发表于 09-27 14:35 26次 阅读
直流偏磁变压器建模

直流–直流自耦变压器

直流–直流自耦变压器(桂林长城电源技术有限公司)-    该文提出了一种直流–直流自耦变压器的拓扑,....
发表于 09-27 14:27 35次 阅读
直流–直流自耦变压器

直流偏磁对变压器振动噪声的影响

直流偏磁对变压器振动噪声的影响(深圳市科奥信电源技术有限公司怎么样?)-    取向硅钢片的磁致伸缩....
发表于 09-27 14:23 37次 阅读
直流偏磁对变压器振动噪声的影响

变压器直流偏磁抑制设备的应用分析

变压器直流偏磁抑制设备的应用分析(深圳中远通电源技术有限公司招聘)-    对一随机生成的虚拟电网的....
发表于 09-27 14:20 28次 阅读
变压器直流偏磁抑制设备的应用分析

大功率全桥软开关电源变压器的设计和研究

大功率全桥软开关电源变压器的设计和研究(电源技术期刊的审稿流程)-    近年来,随着高频脉冲技术、....
发表于 09-27 14:09 55次 阅读
大功率全桥软开关电源变压器的设计和研究

利用高温超导变压器的小型、轻量交流电源及其状态监视系统的开发

利用高温超导变压器的小型、轻量交流电源及其状态监视系统的开发(电源技术文章要多少字)-利用高温超导变....
发表于 09-27 13:46 34次 阅读
利用高温超导变压器的小型、轻量交流电源及其状态监视系统的开发

开关电源设计制作综合指导学习-磁性元件(变压器和电感等)设计

开关电源设计制作综合指导学习-磁性元件(变压器和电感等)设计(通信电源技术期刊不发了)-开关电源设计....
发表于 09-27 13:26 34次 阅读
开关电源设计制作综合指导学习-磁性元件(变压器和电感等)设计

反激式平面变压器绕组交流损耗的分析

反激式平面变压器绕组交流损耗的分析(现代电源技术基础期末考试)-    本文基于平面磁性元件绕组的一....
发表于 09-27 13:01 28次 阅读
反激式平面变压器绕组交流损耗的分析

开关电源变压器设计资料

开关电源变压器设计资料(肇庆理士电源技术有限公司规模人数)-    开关电源变压器设计资料。很好的材....
发表于 09-27 12:55 54次 阅读
开关电源变压器设计资料

反激式开关电源变压器的电磁兼容性分析

反激式开关电源变压器的电磁兼容性分析(电源技术是什么期刊)- 反激式开关电源变压器的电磁兼容性分析。
发表于 09-27 12:51 43次 阅读
反激式开关电源变压器的电磁兼容性分析

6小时精通反激开关电源与变压器设计

6小时精通反激开关电源与变压器设计(深圳市普德新星电源技术有限公司电话)-6小时精通反激开关电源与变....
发表于 09-27 12:48 56次 阅读
6小时精通反激开关电源与变压器设计

正激、反激式、双端开关电源高频变压器设计参数及对应公式

正激、反激式、双端开关电源高频变压器设计参数及对应公式(通信电源技术期刊级别是EI嘛)-正激、反激式....
发表于 09-27 10:36 104次 阅读
正激、反激式、双端开关电源高频变压器设计参数及对应公式

过电流保护在变压器中有何作用

过电流保护在变压器中有何作用? 导体的电阻与温度有何关系? ...
发表于 09-27 09:09 0次 阅读

有什么方法能分合空载线路或空载变压器吗

有什么方法能分合空载线路或空载变压器吗? 三相电路中的线电压是什么? ...
发表于 09-27 08:01 0次 阅读

外部过电压是指什么

外部过电压是指什么? 额定容量是什么意思? ...
发表于 09-27 08:00 0次 阅读

变压器一二次侧感应电势之比是多少

什么是低电压继电器? 变压器一二次侧感应电势之比是多少? ...
发表于 09-27 07:52 0次 阅读

双绕组变压器的额定容量与绕组的额定容量有何关系

双绕组变压器的额定容量与绕组的额定容量有何关系? 允许载流量是什么意思? ...
发表于 09-27 06:20 0次 阅读

高频耦合AC-AC 变压器的研究

高频耦合AC-AC 变压器的研究(现代电源技术基础下载)-高频耦合AC-AC 变压器的研究
发表于 09-24 18:03 50次 阅读
高频耦合AC-AC 变压器的研究

开关电源变压器设计资料完整版

开关电源变压器设计资料完整版(山特ups电源技术参数)-开关电源变压器设计资料完整版
发表于 09-24 17:31 130次 阅读
开关电源变压器设计资料完整版

开关电源用高频变压器设计

开关电源用高频变压器设计(电源技术博览会)-开关电源用高频变压器设计
发表于 09-24 17:17 76次 阅读
开关电源用高频变压器设计

高频开关电源变压器设计原理

高频开关电源变压器设计原理(安徽理士电源技术有限公司 概况)-高频开关电源变压器设计原理
发表于 09-24 17:11 75次 阅读
高频开关电源变压器设计原理

简单实用的反激开关电源变压器设计方法

简单实用的反激开关电源变压器设计方法(电源技术版面费多少)-简单实用的反激开关电源变压器设计方法
发表于 09-24 17:06 62次 阅读
简单实用的反激开关电源变压器设计方法

开关电源高频变压器的设计

开关电源高频变压器的设计(电源技术应用平台)-开关电源高频变压器的设计,新颖的角度。
发表于 09-24 16:56 53次 阅读
开关电源高频变压器的设计

适用于开关电源的一种分布结构变压器设计

适用于开关电源的一种分布结构变压器设计(深圳市中远通电源技术开发有限公司)-适用于开关电源的一种分布....
发表于 09-24 16:53 45次 阅读
适用于开关电源的一种分布结构变压器设计

适用于低压大电流开关电源的多组变压器设计

适用于低压大电流开关电源的多组变压器设计(开关电源技术趋势)-适用于低压大电流开关电源的多组变压器设....
发表于 09-24 16:45 47次 阅读
适用于低压大电流开关电源的多组变压器设计

ABB变压器分接开关介绍

ABB变压器分接开关介绍(电源技术期刊给钱就发吗)-ABB变压器分接开关介绍................
发表于 09-24 13:51 40次 阅读
ABB变压器分接开关介绍

ABB公司变压器详细介绍

ABB公司变压器详细介绍(现代高频开关电源技术及应用)-ABB公司变压器详细介绍..............
发表于 09-24 13:46 51次 阅读
ABB公司变压器详细介绍

阿尔斯通高压电气设备有限公司220kV系列变压器维护检修手册

阿尔斯通高压电气设备有限公司220kV系列变压器维护检修手册(深圳普德新星电源技术有限公司)-阿尔斯....
发表于 09-24 13:40 30次 阅读
阿尔斯通高压电气设备有限公司220kV系列变压器维护检修手册

变压器呼吸器的工作原理及更换硅胶讲解

变压器呼吸器的工作原理及更换硅胶讲解(电源技术总结)-变压器呼吸器的工作原理及更换硅胶讲解..
发表于 09-24 13:37 55次 阅读
变压器呼吸器的工作原理及更换硅胶讲解

济南西门子变压器有限公司110kV系列变压器维护检修手册

济南西门子变压器有限公司110kV系列变压器维护检修手册(开关电源技术选题)-济南西门子变压器有限公....
发表于 09-24 13:24 42次 阅读
济南西门子变压器有限公司110kV系列变压器维护检修手册

济南西门子变压器有限公司220kV系列变压器维护检修手册

济南西门子变压器有限公司220kV系列变压器维护检修手册(电源技术投稿)-济南西门子变压器有限公司2....
发表于 09-24 13:20 41次 阅读
济南西门子变压器有限公司220kV系列变压器维护检修手册

天威保变电气股份有限公司110kV系列变压器维护检修手册

天威保变电气股份有限公司110kV系列变压器维护检修手册(电源技术文章)-天威保变电气股份有限公司1....
发表于 09-24 13:08 42次 阅读
天威保变电气股份有限公司110kV系列变压器维护检修手册

开关模式电源助设计电源一臂之力

大多数电子系统都需要在供能电压和需要供电的电路电压之间进行某种转换。当电池失去电荷时,电压会下降。某....
的头像 亚德诺半导体 发表于 09-22 11:22 806次 阅读
开关模式电源助设计电源一臂之力