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2017年3月9日AC / DC
接下来是设计变压器T1构造的「之2」。在第1部分说明了下述步骤内的①〜④。而第2部分将接着说明⑤〜⑦。
之1
①决定线轴
②确认有效卷轴
③决定线圈构造
④沿面距离和绝缘胶带
⑤决定线材
线圈的线材一般使用UEW(聚胺酯漆包铜线),PEW(聚酯漆包铜线)等,但小型变压器等无法取得沿面距离时,就会利用3层绝缘线。
卷绕宽度够时能提高连结度,因此选择卷绕宽度大的线径。
线径细杂散电容愈小,接近效果,表面效果的影响跟着变小,但电流密度却会变大。基本上线径为4〜8A /毫米2左右的线材。
以下是电流密度的计算范例。带入「设计变压器(计算数值)」节之①②③的计算结果来使用。
以最大占空比(MAX)= 0.424,一次侧的最大电流Ippk = 2.32A,二次侧的最大电流Ispk = 12.5A,算出一次侧的实效值:Iprms,二次侧的实效值:ISRMS如下所示。
在此,以电流密度为6A /毫米2,可以以下列公式求得线径。
二次侧卷线在本题中设为2层×2并列合计4条,
※以上计算为忽略近接效应,表皮效应时的结果。
用选定的线径来计算电流密度,并确定计算结果落在目标值4〜8A /毫米2范围内。
而且,是在未考量接近效果,表面效果之下进行计算。接近效果指受到电流经过周围导线后,因而励磁的磁场的影响,造成导线内电流无法均一的现象。表面效果则是在高频率之下,电流集中在导线外围的现象。
线圈构造请参照「设计变压器(设计构造) - 之1「的」③决定线圈构造」的三明治卷构造,以及下方「⑥配线图,层构造,线圈规格」。
若线径不适合但又想改善特性时,可以使用漆包绞线(李兹)效果更好。漆包绞线是多条线材绞合在一起而成的,透过细线降低表面效果等造成的影响,而多条线材也可以增加断面积。
最后确认变压器温度上升状况,必要时加以调整。
⑥配线图,层构造,线圈规格
将配线和层构造绘成图片。线圈规格可以先制成表格。在委托试作变压器时,必须将这几个部分加入设计图内。
配线图(下方左侧)标示电源电路中,哪一个引脚和哪一个信号相连接。配线会对机板线路配置造成影响,因此必须仔细观看机板的设计后再来设定。
层构造图(下方右侧)展示了已决定好的构造。此次重视特性,再加上希望提升连结度,因此选择三明治卷构造。
线圈规格:如同前述,选择卷绕宽度足够的线径另外,也确认卷轴厚度,方向是否位在容许范围内。
⑦决定变压器规格
根据数值计算结果设计构造后,最后决定变压器规格。
必要的资料有
实际试作变压器时,若能成功制作出变压器,我想大部分的变压器厂商应该都能够进行试作。对变压器厂商来说,也可以用最简单的规格,例如输入输出电压,频率程度等来进行试作。至于应该要具体实现规格至哪一种程度,就要询问变压器厂商了。
·计算出数值后,进入具体设计变压器构造的阶段。
·计算出数值后,若能大略设计出构造,可望在变压器厂商等的协助下,设计出最终版本。