变压器线径选择.docx

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变压器线径选择

变压器线径选择

大家讨论:

高频变压器线径的确定根据公式D=1.13（I/J）^1/2可以计算出来,J是电流密度,不同的取值计算出的线径不同.由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度.公式:

d=66.1/（f）^1/2

如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线

例如:

1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2

    D=1.13*（1/4）^1/2=0.565mm  Sc=0.25mm^2

    d=66.1/（f）^1/2=66.1/100000^1/2=0.209mm

    2d=0.418mm

  采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2

                2根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2

    可以看出采用2*0.4的方案可以满足计算的要求.

穿透深度d的系數應該用76更合適,66.1是在25度溫度計算得到的,但是變壓器普遍都接近100度應用,因此銅的電阻率會比較高,算出來就變成了76了.

这个计算式是在导电率为58*10^-6s/m时的计算值,我不清楚是不是25度下的导电率,请问WANG兄有没有铜在0和100度之间的铜的导电率和电阻率的数据表.

沒有這麼全面的數據呢,在100度時為2.3*10^-8歐/米,你的電阻率單位怎麼是s/m?

如果要計算具體的電阻,可以用铜电阻温度系数a=0.0041/℃來進行計算.铜电阻温度系数a也有人說是0.00425~0.00428之間,你要是有更准確的資料也請共享給大家參考.

这个单位是导电率的单位（西/米）

你的a是多少度的值,是不是0度的呢?

a是一個溫度系數,銅的電阻率在-50~150度范圍內都是線性的.

對於電阻有Rt＝R0（1+At）,

不知道對電阻率是否也成立?

即

100度=0度*（1+a*T）

如銅100=1.6*10^-8*（1+4.3*10^-3*100）=2.288*10^-8

從結果看是很接近的

成立的,即rt=r0（1+a*t）

其实α不是个常数,是温度的函数α（T）=1/（233.54+T）,所以α（0）=0.00428,α（100）=0.00395,差异不是很大而已.

关于方波和正弦波对肌肤效应的影响如下

我们通常计算集肤深度只需要用开关频率带入即可.因为多数开关电源拓扑工作在定频模式,即使原边或者副边的波形类似矩形或者梯形波.但是这个波形的正弦基波为开关频率正弦波,强度最大.之后的多次谐波强度依次递减.所以使用开关频率带入即可计算出影响最大的频率下肌肤深度.

如果非要详细计算.可以傅立叶分解方波得出各种频率下谐波电流.但是没有这个必要了

以100Khz为例,当线径等于2个穿透深度时,同有效值的正方波与正弦波在铜线上的损耗的比为1.05,分别不是很大.如果是升正方波,这个比只有1.015,几乎一样了.这比值亦可看成有效穿透深度的反比值.

矩形波中含有丰富的高次谐波,各谐波的穿透深度和交流电阻各不相同.为计算出RAC/RDC的比值,可以采用取矩形波中前3个谐波（基波、1次谐波、2次谐波）的穿透深度的平均值,再由穿透深度的平均值按下式计算RAC/RDC的比值.

RAC/RDC=p*d^2/4/{p*d^2/4-p*（d-2△）^2/4}  

p:

圆周率  d:

导体直径  △:

穿透深度

以上等式可以理解为导体的截面积和趋肤的面积的比值.  

粗略估算的结果是矩形波的穿透深度是正弦波的70%.

不对啊.这种计法不合理,怎可以取各谐波的穿透深度的平均值呢.

举个极端的例子,有一电流Io由两个成份组成,第一个的穿透深度是10d,第二个d,但第二个的幅值只是第一个的1/10000000,所起的作用简直是0,所以Io的深度就是第一个的10d.如果按照你的计法,深度等于5.5d,那就太不合理了.

但是不可否认矩形波要比正弦波的穿透深度小,所以在计算线径时应该要加个系数

虽然说穿透深度δ于电流幅值无关,但对于一个含有多次谐波的电流,它各个成分遇到的阻抗和耗损都不同（因为δ不同）,总耗损Pt便是各成分耗损之和,而各成分的耗损与它自个的幅值有关,因此Pt与各幅值有关,再者Pt正比于总等效电阻Rt,而Rt又关系到等效穿透深度δt,所以说δt与各成份的幅值有直接的关系.

其实α不是个常数,是温度的函数α（T）=1/（233.54+T）,所以α（0）=0.00428,α（100）=0.00395,差异不是很大而已.

里是不是算错了a（100）=1/（233.54+100）=1/333.54=0.002998啊!

是不是写错了--!

请问导电率的公式是什么呢?

   电阻率的倒数  rt=r0（1+a*t）是不是就是你所说的电阻率?

   是.rt表示在温度t时的电阻率.

你上面的d=66.1/（f）^1/2=66.1/100000^1/2=0.209mm

这个公式我算了一下,不知道你的结果是怎么来的?

可不可以帮小弟我解一下?

小弟是菜鸟,如果可以,希望你能说详细点!

谢谢了

还有就是你所说的温度电阻率就是说在××温度时的电阻率对吗?

用100℃的值76,其实高频变压器影响最大的还主要是临近效应,所以在允许的情况下,线经直接取计算出来的d而不是2d.

不能直接取D,一旦取D在实际中大概只能使用D/2的截面积,有时甚至更少,频率越高,导线的趋表现象越大,利用率越低,铜组损耗越大.

在保证总的截面积不变的前提下,如果条件允许的话,线径直接取D的绞线比取2D单根线更利于减小趋肤效应和临近效应呀!

你所表示的D是根据电流计算出的直径还是穿透深度,如果是直径的话,用这个值的绞线会很粗,而且浪费线效果也不明显,没人会这样做的.

如果是穿透深度的话,用这个穿透深度的值的线径进行绞线（即上面计算出的0.209mm）效果确实要比取2倍的穿透的值的线的效果好,我上面的数据是最下限的取值.

在高频时趋肤效应的影响比临近效应的影响要大.

使得相临导体之间的电流趋于导体的两面.交流电阻增加.

对的.临近效应的严重性可以是趋肤效应的几倍,尤其是在多层绕组里.线径d越大,影响越厉害,所以d应该小,什至等于或小于skindepth,看看LitzWire便知道.

問個蠢問題,請問穿透深度是如何計算的

d=66.1/（f）^1/2=66.1/100000^1/2=0.209mm这个0.209mm算的不队吧?

66.1除以频率的开方等于0.209mm

除以频率的开方0.025709也不等于你说的0.209呀.第一个大D公式里面没有开方吧?

請問設計ADAPTOR高频变压器時电流密度J一般取多少最好,初級與次級电流密度是不是取一樣值.還有利兹线是什麼線,孤陋寡聞,沒有見過.

要看要求的功率和温升,一般取3.5---4.5A/mm^2左右.

利兹线就是多股绞合线.

我认为真正选取导线时,不光是计算,计算只是选取导线的参考基础!

最主要的是要看输出功率,窗口面积,损耗,应用环境等等!

如果考虑这些参数不全面,那么你做出来的产品只能算是实验室产品啦!

    通常是大概计算一下参数,然后确定副边匝数,反算原边参数,再反复计算验证;得到最优值!

一般都不会做太大修改!

计算只是大概说到线的温度电阻变化什么的根本就是没影

电流密度大概取个4.5环境温度高的大概就3.5

5根以下的胶和密度可取5.5我有做些实验验证25度线温度一般在70度左右

但是若要符合classA的溫昇規範的話其電流密度不是500A/cm^2,而classB則為600A/cm^2,這數據怎麼差這麼多

所谓利兹线,就是我们常用的绞合线!

請問一下,Sc指的是?

漆包线的圆截面积.要如何計算3.14乘以半径的平方         公式算出来的结果去实际做变压器时,一般来讲在效率方面与理论值有多少左右的差别!

比如说你的效率在理论值是85%,而用这个理论值去算出来的结果用在实际上是80%,得到（85-80）%＝5%,这就是差距!

线径计算时电流应当是取有效值,而不是输出电流,还有那个公式计算时好象多了个1/2

这里提到多股线或LIZZ线,势必会谈到多线绞合的问题,如果是很多根线,就需要绞合.而多根线绞合则不能如上述那样计算!

应该是:

          d=D/（n^1/2）

d为绞合后的单根线径,D为单根线径,n为股数.

有个问题想请教,是关于线包真空浸后电感变化的问题办办我.我们是先把线包真空浸后,再把EE19磁芯粘后测量（中间垫气隙的）,发现电感变底了,原先线包做好后粘上磁芯测得的电感为A,解下磁芯,拿线包去真空浸,烘好后再装上磁芯,发现电感低圩A了,请老师指点下,为何会这样?

我很急,这个问题困了我很长时间,谢谢了.

首先你要确定的是线包是否完全冷却了

再者排除仪器误差

另外就是:

由于磁芯是开气隙的,必然会存在漏磁比不开气隙的大.这样,一般就会形成这种现象:

同样的圈数和线径,越靠近外层电感量越大.由于是真空浸漆再加上烘烤,会使得线包微微缩小（变化很小）,所以电感量也会相对小一点点,注意变化很小,几乎可以忽略,除非绕线很松

=66.1/（f）^1/2=66.1/100000^1/2=0.209mm

为什么这个公式怎么算都不等于0.209mm呢

同理扁导线或铜箔只要其宽度（厚度）小于计算出的深度,截面积等于D=1.13（I/J）^1/2计算出来圆线的截面积即可

这么说对吗?

铜箔厚度应高出集肤深度的37%

你的电流密度4A/mm^2怎么来的呢?

有什么根据呢?

从这里可以知道:

频率愈低,线经愈粗,电流愈大,根数愈多...但不知20KHZ的线经用0.4的可不可以....50KHZ用多大合适.

怎么就没人问1.13是什么东西呢?

是否太简单?

常数,又叫系数

我所知的,祇是集肤与穿越这兩个效应.

在集肤效应明显時,  该用萡带,多股或空心线,还可考虑採用蜂房或花篮绕法,  当频率更高時,分佈电容使多股法与蜂房法失效,这時就祇能单线疏繞!

至於电流密度的取決,仍是以溫昇与体积作考虑（通常不会超过每平方毫米10安培吧?

）,高低频同理.

我想知道绕变压器时根据输入电压电流和输出电压  电流.初次要选什么线径的漆包线绕和用多少圈谢谢各位大哥了初次要选什么线径的漆

我的经验是,大概算出线径后作温升试验,线包温度控制在65度以下,过高了加大线径    我想知道穿透深度d的系數（如76或66.1）是怎麼來的

能告知公式麼>

我想知道电流密度要怎么选取?

是有什么公式计算出来的还是有通用的?

我想知道不同频率时

公式:

d=66.1/（f）^1/2就只跟频率有关?

例如:

1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2

    D=1.13*（1/4）^1/2=0.565mm  Sc=0.25mm^2

    d=66.1/（f）^1/2=66.1/100000^1/2=0.209mm

    2d=0.418mm

  采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^2

                2根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2

    可以看出采用2*0.4的方案可以满足计算的要求.

上面的例子中的D=1.13*（1/4）^1/2,我在书上看到D好象是带绝缘层的线的外径,如果直接代入计算的话不知道有没有什么影响?

再有就是,用D算出的Sc是不是一定要和用多股的Sc总和一样呢?

我们先按照d=66.1/（f）^1/2算吧,不管66还是76

首先你要知道穿透深度的含义:

由于高频电流流过导体时候,电流的趋肤效应就变得比较突出.也就是说电流从导体的外表面往内按深度d=66.1/（f）^1/2（不同条件下不一定就是66.1,这里只是说明问题）的深度内可以通过电流,再深的地方就没有电流流过,这样就是说线径再粗也没用了,只能造成浪费

又由于既是从外表面开始往内,那么假设从导线上面算深度,同样,下面开始也一样,所以按2倍深度算.也就是只要导线直径不大于2D,这个导线截面都可以有效通过电流

因此他算100KHz时候穿透深度为0.209mm,那么导线线径只要不超过2D,即0.209*2就可以,如果单根线截面不够,就用多根,使其截面略大于或等于所需截面积即可

导线选择

D=1.13（I/J）^1/2

其中D是导线线径,I是工作电流,J是电流密度（视具体情况取值,一般我选择3-6之间,做多时候我选过9.当然是在小功率变压器中,而且温升也不高）

解释:

线径（圆铜线）取值:

工作电流除以导线电流密度的二次方根乘以1.13

扩展:

由于频率比较高时候考虑到电流从导体外表面流,其从外表面起的有效电流深度为66.1乘以工作频率的二次方根.只要导线的半径小于尺寸,按照D=1.13（I/J）^1/2计算出来的线经（直径）就可用,否则用多股半径小于计算出来深度的线径,其总截面等于D=1.13（I/J）^1/2即可.

同理扁导线或铜箔只要其宽度（厚度）小于计算出的深度,截面积等于D=1.13（I/J）^1/2计算出来圆线的截面积即可

再不明白我没办法了

同理扁导线或铜箔只要其宽度（厚度）小于计算出的深度,截面积等于D=1.13（I/J）^1/2计算出来圆线的截面积即可

要是把关于电流密度的详细选择再说明一下就更好了,我只是了解一点,不知道是不是这个公式计算来的:

Sc＝IL/34.4U,请多执教.

D=1.13（I/J）^1/2   后面干嘛还要乘1/2呢?

   ^1/2就是电流I除以电流密度J再开平方之意.

能不能举一些例子,那次级线径又怎么算呢?

反馈线径又该怎么取呢?

比较笨没有办法,高手们说说吧!

说到次级的计算,我这里想请教一下,我们客户的次级电流是54A,开始要我用0.5的铜线36根并饶.用的是PQ3535的磁芯骨架功率是200W的反激式变压器,生产很麻烦,后来改成0.1的800根并饶

请问这是怎样化算的

我看他只计算了铜线的面积,好像并没提到穿透深度啊

迷惑中     

54A电流?

  这么大还用铜线老绕,为什么不去试试用铜箔去解决呢?

考虑过用铜箔,不过我们工厂里还没合适的铜箔．过几天去材料市场找找去．请问要用多厚和多宽的铜箔过峰值电流54A比较合适呢?

我们还没使用过铜箔,还有就是铜箔的绝缘怎样解决呢?

如果背胶带绝缘,该背多厚的胶带呢,怕背多了漏感升高,客户要求漏感小于4uH．

昨天做了个漏感接近4uH的,不过次级线的根数从800减成400啦．我挺怕的,这电流怎么过啊!

我把参数发来吧,相位    线径      圈数    隔层      备注

4-尾  0.5*6    19T    3T      并密

10-90.1*50*4  4T    1T      并密

10-90.1*50*4  4T    3T      并密

尾-1  0.5*6      7T    3T      并密

5-6  0.5        6T    3T      匀疏

L:

4-1＝200uH  LK<4uH

注:

尾巴在扰完线浸了锡包在线包里．

次級不可以用0.1*400股!

客戶原規格線徑取得偏小,你再改小那麼多一定可以燒開水了!

0.5*36股相當于3.0直徑線,0.1*800股當于2.83直徑線,而你的0.1*400股只相當于2.0直徑線,根本不能受54A電流!

建議用20mm寬*（0.3~0.4mm）厚銅箔繞4T,銅箔背胶1層（全背）即可!

我的骨架窗口宽正好是21mm

20mm的铜箔+上背胶差不多可以铺满骨架啦

54A電流用D=1.13（I/J）^1/2

這個公式怎嚜算得出20mm寬*（0.3~0.4mm）厚銅箔

應該用

54*0.583/5=6.296

6.296/20=0.314

才能算出銅厚的大家都来看下