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发布:2022-12-28 17:31,更新:2023-10-26 04:00

在这篇文章中,我们不去推导相关的应用公式,只是希望读者从这个设计实例中达到举一反三的效果。

    1.计算次级输出功率(P2)

    《利》文中大输出电压为24V,假设额定输出电流1A,调整管K790管压降3V,倍压整流电路功耗忽略不计,则:    

    P2=(24+3)x1=27W    

    2.计算初级功率(P1)

    假定变压器效率η=0.75,则P1=27W/0.75=36W

    注:变压器的效率根据输出功率的大小不同而略有变化,通常对于容量在100W以下的变压器η在0.7-0.8之间,100W以下至1000W,在0.8-0.9之间,实际运用时,输出功率低者取小值。

    3.计算初、次级线圈的线径(d)      

    式中,I——绕组工作电流,J——电流密度(通常J取3-3.5A/mm2)    

    初级绕组电流I1=36/220=0.164(A)

    3.1初级绕组线径    

        3.2次级绕组线径:

    次级绕组电流I2=1x1.17=1.17A

    式中1.17是变压器次级交流电流的整流系数。    

 

        因漆包线规格中无0.67mm,故取0.7mm。

    通常我们将次级线圈的电流密度取较小值,以获得小的电源内阻及降低温升。

    4.计算铁芯截面积

    我们用下式计算铁芯截面积(个人认为是较简单的一个经验公式)    

 

   式中S——铁芯截面积K——系数P2——次级功率    

 

    K的取值和变压器的输出功率有关,对于100W以下的K取1.25-1.1(功率大者取小值),100W-1000W可直接取1,本例取1.15,则:    

    从理论上来讲,在铁芯截面积不变的情况下,变压器铁芯的舌宽和叠厚可取任意比例,但实际设计中须要考虑线圈的制作工艺,外形的匀称度,漏电抗等因素考虑,一般取舌宽约为1.5~2倍叠厚,本例中选片宽66mm的EI片,叠厚2.7cm。

    5.初、次级绕组匝数

    5.1计算每伏匝数(W0)    

    式中,f——交流电频率(Hz)B——磁通密度(T)S——铁芯截面积(CM2)

    B值视铁芯材料不同取值亦会不同,通用矽钢片材料及其取值勤见下表:

    本例中,选用H23片,B取1.42,则

    5.2初级匝数(W1)

    W1=220W0=1160(T)

    5.2次级匝数(W2)

    式中,1.2是整流后加滤波电容的系数,1.12是为了补偿带负载后绕组阻抗引起的次级电压降,通常次级匝数应增加5%~25%(输出功率小的取大值)。

    至此,变压器的设计工作基本完成。

自制交流220V单相电源变压器,可分为设计计算和具体绕制两个阶段进行。
1.设计计算电源变压器
绕制电源变压器前,首先要根据所需要的电压、电流等,计算确定变压器的各项制作参数。
(1)确定电源变压器的功率。需要变压器次级绕组所提供的电压乘以电流就是该绕组的功率,将所有次级绕组的功率加起来,再乘以1.1(10%作为变压器的损耗),即为整个变压器的功率。例如:需要变压器次级提供6V(2A)和12V(0.5A)两组电源(见图4-143),则变压器功率为P = (6×2+12×0.5)×1.1≈20(W)。
(2)根据变压器的功率P来确定铁芯截面积S的大小。铁芯截面积的概念如图4-144所示,可按经验公式计算:。例如:20W电源变压器需要铁芯截面积为

(3)计算每伏电压的圈数N0。经验公式为:。例如:上述20W变压器的每伏圈数圈。
(4)计算初、次级各绕组的圈数。初级绕组圈数用N0乘以220即可。次级绕组圈数用N0乘以电压再增加10%以弥补损耗。上例中(见图4-143),初级绕组L1为8×220 = 1760圈;次级绕组L2为8×6×1.1≈53圈;次级绕组L3为8×12×1.1≈106圈。
(5)根据各绕组电流选取漆包线。上例中,初级绕组L1的电流I1 =20W220V≈0.09A,考虑到留有一定的余量,可选用直径0.23mm(34号)漆包线。次级绕组L2的电流I2 = 2A,可选用直径1.04mm(19号)漆包线。次级绕组L3的电流I3 = 0.5A,可选用直径0.51mm(25号)漆包线。
2.具体制作电源变压器
设计计算完成后,即可按以下步骤动手制作。
(1)按图4-145所示,用绝缘纸板制作一个线包框架,其下面侧板两侧分别开有初、次级绕组的引线孔。
(2)绕初级绕组。将漆包线线头与引出线焊牢,焊点等裸露部分用绝缘纸包裹住,引出线从线包框架侧板的引线孔中穿出,如图4-146所示。初级绕组绕好后,其线尾也像线头一样连接好引出线。

(3)在初级绕组外面包裹一层绝缘纸,如图4-147所示,然后绕上次级绕组。由于次级绕组所用漆包线较粗,可以直接作为引出线。


图4-147

(4)所有绕组都绕制完成后,外层应用绝缘纸包裹,并在两侧分别标明绕组的电压和电流,如图4-148所示。

 
图4-148

(5)接下来插入硅钢片铁芯。应采用交错插装法,即将“E”形硅钢片上下交错插入线包框架内,如图4-149所示。所有“E”形硅钢片插完后,再将“I”形硅钢片插入。
(6)在铁芯外面装上铁皮制成的夹壳,电源变压器便制作好了,图4-150为其外形。再经过浸漆、烘干等绝缘处理,这个电源变压器就可以使用了。


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