高頻變壓器需要測(cè)試方法及需要測(cè)試的項(xiàng)目
1.電感2.漏感3.耐壓4.絕緣電阻電感以及電感的測(cè)試方法概念
變壓器初級(jí)電感指次級(jí)開(kāi)路時(shí)初級(jí)繞組的有效電感測(cè)試條件變壓器的測(cè)試條件與其工作條件相一致。由于變壓器鐵心磁化曲線的非線性當(dāng)頻率交流電壓直流磁化電流變化時(shí)鐵心的有效磁導(dǎo)率也隨著變化從而引起電感的變化。測(cè)試電感必須規(guī)定的測(cè)試條件
1.測(cè)試頻率
2.變壓器或電感器兩端交流電壓
3.直流磁化電流。漏感及漏感的測(cè)試方法概念漏感指的是線圈間相互不交鏈的漏磁通所產(chǎn)生的電感它與線圈尺寸繞組排列及匝數(shù)等因素有關(guān)系。漏感是一個(gè)線性電感與測(cè)試電壓無(wú)關(guān)。漏感的分類(lèi)
1.初級(jí)漏感。指次級(jí)所有繞組短路時(shí)在初級(jí)測(cè)得的電感。
2.次級(jí)漏感。指變壓器初級(jí)繞組短路時(shí)在次級(jí)測(cè)的電感。
3.初級(jí)對(duì)次級(jí)任一繞組的漏感。對(duì)于有幾個(gè)繞組的變壓器(如多阻抗輸出變壓器)將初級(jí)一半短路時(shí)在初級(jí)測(cè)的電感。安全性試驗(yàn)絕緣電阻。變壓器各繞組及繞組與鐵芯靜電屏蔽層之間的絕緣電阻在常態(tài)下均應(yīng)大于1000mω ,在高溫試驗(yàn)和恒定溫?zé)嵩囼?yàn)后應(yīng)不低于10mω (iec-65 規(guī)定為不低于4 mω ),測(cè)試絕緣電阻的直流電壓為500v。耐壓測(cè)試。變壓器初級(jí)與次級(jí)繞組鐵芯靜電屏蔽層之間應(yīng)能承受50hz,3500v(有效值)電壓作用(iec-65 規(guī)定為3000v 有效值)。次級(jí)繞組與鐵芯靜電屏蔽層之間能承受50hz1000v(有效值)電壓的作用而無(wú)擊穿和飛弧
(arcing)。限定電流為1ma(該值視變壓器功率而言z大不超過(guò)10ma。輸出端
配線技術(shù)高頻變壓器(如flyback)將能量供給負(fù)載系統(tǒng)的過(guò)程中當(dāng)引線長(zhǎng)且
配線不合理時(shí)線間所產(chǎn)生的寄生電容就會(huì)增加到不可忽視的程度共模雜聲
就會(huì)通過(guò)這個(gè)寄生電容轉(zhuǎn)播和導(dǎo)入到負(fù)載系統(tǒng)使負(fù)載系統(tǒng)不能正常工作。試
驗(yàn)證明采用交紐線比并行線傳輸效果要好即將輸出端的兩根線直接交紐在
一起再經(jīng)過(guò)濾波電容傳輸給負(fù)載這就能得到很好的濾波效果。這種方法是
z經(jīng)濟(jì)效果又好是實(shí)際應(yīng)用中用得z多的一種。屏蔽及屏蔽技術(shù)目的消
除繞組間通過(guò)分布電容產(chǎn)生的電耦合防止外部高頻信號(hào)對(duì)變壓器工作信號(hào)和
負(fù)載的干擾。措施靜電屏蔽磁心接地變壓器加金屬罩方法對(duì)于靜電屏
蔽用銅薄帶或金屬絕緣膜隔離圍繞在初級(jí)和次級(jí)之間構(gòu)成電氣屏蔽。屏蔽
厚度必須遠(yuǎn)小于穿透深度? .一般為穿透深度的三分之一。
屏蔽應(yīng)當(dāng)以z小的引線電感直接焊接到變壓器初級(jí)線圈的靜止(輸入電源+或-)電壓端或大地并屏蔽本身絕緣不能構(gòu)成短路匝才能起屏蔽作用。漏感以及漏感的影響一般而言變壓器的初級(jí)或多或少存在漏感而一部分高頻變壓器用在開(kāi)關(guān)電源(switching)上開(kāi)關(guān)電源使用一片ic,一般稱(chēng)為電源開(kāi)關(guān)管。
當(dāng)電源開(kāi)關(guān)管由導(dǎo)通到截止時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)又會(huì)對(duì)變壓器初級(jí)線圈的分布電容進(jìn)行充放電從而產(chǎn)生阻尼振蕩即產(chǎn)生振鈴。
漏感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的幅度也很高其能量也很大因此漏極鉗位電路的損耗大電源的效率低。
如果不采取保護(hù)措施反電動(dòng)勢(shì)力產(chǎn)生的阻尼振蕩還會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射不但對(duì)機(jī)器本身造成嚴(yán)重干擾對(duì)機(jī)器周?chē)h(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。對(duì)于一個(gè)符合絕緣及安全性標(biāo)準(zhǔn)的高頻變壓器其漏感量應(yīng)為次級(jí)開(kāi)路時(shí)初級(jí)電感的
1%~3%。減少漏感的措施為了減少變壓器漏感對(duì)周?chē)娐樊a(chǎn)生電磁感應(yīng)的影響
一方面要求變壓器的漏感要做得小另一方面一定要在變壓器的外圍包一層薄
銅箔以構(gòu)成一個(gè)低阻抗短路線圈把漏感產(chǎn)生的感應(yīng)能量通過(guò)渦流損耗掉。
如何把變壓器的漏感做到z小呢
1.減少繞組的匝數(shù)選用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低損耗的磁性材料。
2.減少繞組的厚度增加繞組的高度
3.盡可能減少繞組間的絕緣厚度
4.初次級(jí)采用分層式交叉繞制
5.對(duì)于環(huán)行磁心變壓器均應(yīng)沿環(huán)行磁心周?chē)鶆蚶@制。分布電容的影響以及減少措施分布電容的影響
分布電容是引起開(kāi)關(guān)初級(jí)到次級(jí)之間共模噪聲的通道它不僅能使開(kāi)關(guān)電源
效率降低還與繞組的分布電感構(gòu)成lc 振蕩器產(chǎn)生振鈴噪聲其中初級(jí)繞組
分布電容的影響尤為顯著。減少分布電容的方法
1.盡量減少每匝導(dǎo)線的長(zhǎng)度
2.在初級(jí)繞組間加絕緣層。高頻變壓器的損耗一個(gè)率的高頻變壓器應(yīng)該
具備以下條件直流損耗和交流損耗低繞組本身的分布電容以及各繞組間的
耦合電容要小。變壓器的損耗
1.直流損耗。是由線圈的銅損耗造成的。為提率應(yīng)該盡量選較粗的導(dǎo)線并使其電流密度在4~10a/mm2 范圍內(nèi)。
2.交流損耗。是由于高頻電流的趨膚效應(yīng)以及磁心損耗引起的。高頻電流通過(guò)導(dǎo)線
時(shí)總是趨向于從導(dǎo)線表面流過(guò)的現(xiàn)象稱(chēng)為趨膚效應(yīng)。變壓器的損耗就是兩者之
和。磁芯損耗的分類(lèi)軟磁鐵氧體磁心總損耗通常分為三種類(lèi)型磁滯損耗渦
流損耗pc 和剩余損耗pr。磁滯損耗正比于直流磁滯回線的面積? .與頻率成線
性關(guān)系。渦流損耗pc=cef2b2/ρ ,其中ce 是尺寸常數(shù)ρ 是在測(cè)量頻率f 時(shí)的
電阻率。隨著頻率提高渦流損耗在總損耗中的比重逐步增大當(dāng)工作頻率達(dá)
到200~500khz 時(shí)渦流損耗已經(jīng)占支配地位。渦流損耗的介紹在磁芯線圈中加上
交流電壓時(shí)線圈中流過(guò)激磁電流激磁安匝產(chǎn)生的全部磁通φ 通過(guò)磁芯假
如磁芯是導(dǎo)體磁芯本身截面周?chē)鷮㈡満先看磐ǘ鴺?gòu)成單匝的次級(jí)線圈。當(dāng)
交流激磁電壓為u1 時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知 u1=n1dφ /d t,每一匝的感應(yīng)
電勢(shì)既磁芯截面z大周邊等效一匝感應(yīng)電勢(shì)為u1/n1=dφ /d t.。因?yàn)榇判静?br>料的電阻率不是無(wú)窮大順著磁芯周邊有一定的電阻值感應(yīng)電壓產(chǎn)生電流ie,
即渦流流過(guò)這個(gè)電阻引起損耗即渦流損耗。鐵芯氣隙(gap)的作用和方法氣
隙(gap)的作用 1.避免磁芯飽和降低剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度就提高磁芯工作的直
流磁場(chǎng)強(qiáng)度。2.使磁化曲線傾斜以提高直流工作磁場(chǎng)。氣隙(gap)開(kāi)在中
柱。因?yàn)殡s散磁通邊緣磁通和端面磁通全部經(jīng)過(guò)線圈中心的截面這里的磁
通密度z大可能先發(fā)生飽和。兩個(gè)重要的概念趨膚效應(yīng)。導(dǎo)線中有交流電通
過(guò)時(shí)因?qū)Ь€內(nèi)部和邊緣部分所交鏈的磁通量不同導(dǎo)致導(dǎo)線截面上的電流產(chǎn)
生不均勻分布相當(dāng)于導(dǎo)線有效面積減少這種現(xiàn)象稱(chēng)為趨膚效應(yīng)。隨著工作
頻率的提高趨膚效應(yīng)影響越大。穿透深度。穿透深度是由于趨膚效應(yīng)交流
電沿導(dǎo)線表面開(kāi)始能達(dá)到的徑向深度導(dǎo)線流過(guò)高頻交變電流時(shí)有效截面的減
少可用穿透深度來(lái)表示。導(dǎo)線的選擇原則。在選用變壓器初次級(jí)的線經(jīng)時(shí)
應(yīng)遵循導(dǎo)線直徑小于兩倍穿透深度的原則當(dāng)導(dǎo)線要求的直徑大于兩倍穿透深
度的決定的線徑時(shí)可采用小直徑的導(dǎo)線(直徑應(yīng)該小于兩倍穿透深度)多股并繞或者采用扁銅線設(shè)計(jì)。