變壓器講義課件

開關(guān)電源變壓器3/17/202316議程開關(guān)變壓器的原理開關(guān)變壓器組成和制作工藝3/17/202326概述變壓器是電磁能量轉(zhuǎn)換器件，根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，主要作用是變換電流電壓阻抗，在電源和負(fù)載之間進(jìn)行直流隔離，以最大限度的傳送電源能量（功率）。3/17/202336開關(guān)變壓器在開關(guān)電路中起的作用：

開關(guān)變壓器和開關(guān)管一起構(gòu)成一個自激（或他激）式的間歇震蕩器，從而把輸入直流電壓調(diào)制成一個高頻脈沖電壓。起到能量傳遞和轉(zhuǎn)換作用。在反激式電路中，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，變壓器把電能轉(zhuǎn)換成磁場能儲存起來，當(dāng)開關(guān)管截止時則釋放出來。在正激式電路中，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓直接向負(fù)載供給并把能量儲存在儲能電感中。當(dāng)開關(guān)管截止時，再由儲能電感進(jìn)行續(xù)流向負(fù)載傳遞。

把輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成所需的各種低壓。

3/17/202346特性參數(shù)

電壓比：指變壓器的初級電壓與次級電壓的比值。直流電阻：即銅阻。效率：即輸出功率/輸入功率*100%絕緣電阻：變壓器各繞組之間及對鐵心之間的絕緣能力?？闺姀?qiáng)度:變壓器在1秒或1分鐘之內(nèi)能承受規(guī)定電壓的程度。重要提示：對于電源變壓器，安全規(guī)程要求初級對次級(外殼)耐壓為AC3.75KV1Min1mA

3/17/202356變壓器的基本原理

通過線圈的交流電流隨時間而變化，因此由電流所生的磁通也隨時間而變化，若將線圈與另一線圈放在同一磁回路的鐵心上彼此以電磁感應(yīng)的方式偶合一起，其中一組施以某一已知頻率的交流，在另一線圈中感應(yīng)出具有相同頻率的交流電壓，感應(yīng)電壓的大小取決于二線圈偶合及磁交連的程度，即二線圈圈數(shù)比決定其為升壓或降壓。變壓器同時轉(zhuǎn)換的不是一個而是幾個電參數(shù)，變換電壓的同時電流、波形也在變化。3/17/202366變壓器的損耗

鐵損：當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會感應(yīng)電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。

3/17/202376變壓器的損耗銅損：要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。

變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。

由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個效率的參數(shù)來對此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。

3/17/202386變壓器的損耗漏感：變壓器漏感是由于初、次級繞組之間，匝與匝之間磁通沒有完全偶合而造成的，常采用初、次級交替分層繞制來降低漏感。

分布電容：變壓器初、次級線圈以及它們之間都有自感電容而噪音就是經(jīng)這個電容交連通過變壓器的電源側(cè)到負(fù)載側(cè)。開關(guān)變壓器傳遞的是高頻脈沖電壓，在瞬變過程中漏感和分布電容都會引起浪涌電流和尖峰電壓，造成損耗增加，嚴(yán)重時會造成開關(guān)管損壞，須加以控制。3/17/202396變壓器的損耗趨膚效應(yīng)：當(dāng)導(dǎo)線流過交變電流時，在導(dǎo)線內(nèi)部將產(chǎn)生與電流方向相反的電動勢。由于導(dǎo)線中心較導(dǎo)線表面的磁鏈大，在導(dǎo)線中心處產(chǎn)生的電動勢就比在導(dǎo)線表面附近處產(chǎn)生的電動勢大。這種由導(dǎo)線本身電流產(chǎn)生的磁場使導(dǎo)線電流在表面流動就是趨膚效應(yīng)。電流只在導(dǎo)線的表層流過，其表層的厚度稱為穿透厚度或趨膚深度，它和工作頻率的平方根成反比.穿透深度為：Δ=6.61K/√fK為材料常數(shù)，銅在常溫時為1；f為頻率

3/17/2023106開關(guān)變壓器的組成和制作工藝開關(guān)變壓器的組成：主要材料：磁性材料、導(dǎo)線材料和絕緣材料是開關(guān)變壓器的核心。3/17/2023116開關(guān)變壓器的組成：磁性材料：開關(guān)變壓器使用的磁性材料為軟磁鐵氧體，按其成分和應(yīng)用頻率可分為MnZn系和NiZn系兩大類。前者具有高的導(dǎo)磁率和高的飽和磁感應(yīng)，在中頻和低頻范圍具有較低損耗。磁芯的形狀很多，如EI型、E型、EC型等。

3/17/2023126開關(guān)變壓器的組成：導(dǎo)線材料—漆包線：一般用于繞制小型電子變壓器的漆包線有高強(qiáng)度聚酯漆包線（QZ）和聚氨酯漆包線（QA）兩種。根據(jù)漆層厚度分為1型（薄漆型）和2型（厚漆型）兩種。前者的絕緣涂層為聚酯漆，具有優(yōu)越的耐熱性，絕緣性抗電強(qiáng)度可達(dá)60kv/mm；后者絕緣層為聚氨酯漆，具有自粘性強(qiáng)，有自焊性能（380℃），可不用去漆膜就可直接焊接，我們現(xiàn)在用的為后者—聚氨酯漆包線（QA—1），可耐高壓4000V—5000V，漆膜厚度約0.03mm。

3/17/2023136開關(guān)變壓器的組成：壓敏膠帶：絕緣膠帶抗電強(qiáng)度高、使用方便機(jī)械性能好，被廣泛應(yīng)用在開關(guān)變壓器線圈的層間、組間絕緣和外包絕緣。必須達(dá)到下列要求：粘性好，抗剝離，具有一定的拉伸強(qiáng)度，絕緣性能好，耐壓性能好，阻燃和耐高溫?，F(xiàn)在我廠用的為厚度0.06mm，寬度為27mm、27.5mm、28mm等其耐壓可達(dá)4300V左右。

3/17/2023146開關(guān)變壓器的組成：骨架材料：

開關(guān)變壓器骨架與一般的變壓器骨架不同，除了作為線圈的絕緣與支撐材料外，還承擔(dān)了整個變壓器的安裝固定和定位的作用，因此制作骨架的材料除了滿足絕緣要求外，還應(yīng)有相當(dāng)?shù)目估瓘?qiáng)度，同時為了承受引腳的耐焊接熱，要求骨架材料的熱變形溫度高于200℃，材料必須達(dá)到阻燃，且還應(yīng)加工性好，易于加工成各種形狀。我們現(xiàn)在用的為由電木（酚醛樹脂）材料做成的骨架，其特點(diǎn)如下：

機(jī)械強(qiáng)度高，堅(jiān)韌耐磨、性能穩(wěn)定。耐熱性特好，可在200℃以上使用，且在高溫下也不軟化變形。成型后尺寸穩(wěn)定，不易變形，且價格低廉。本身不燃，能適應(yīng)變壓器耐燃燒的安全要求。缺點(diǎn)是性質(zhì)較脆。

3/17/2023156開關(guān)變壓器的工藝流程繞線——繞腳——浸焊——刷錫——磁芯上膠——組裝磁芯——包膠帶——綜合測試——焊屏蔽帶——浸漆——整腳——浸焊——貼標(biāo)簽——高壓測試——綜合測試——看外觀3/17/2023166開關(guān)變壓器的工藝流程繞線繞腳：把繞線后多余的線頭剪掉。浸焊：去除漆包線表面的絕緣漆層，使之與引腳焊接在一起。刷錫：用毛刷刷去引腳和線包上沾的錫渣，。磁芯上膠：目的是將磁芯牢固的粘合在一起，用的是厭氧膠。包膠帶：在磁芯四周要包扎壓敏膠帶，目的是用該膠帶固定磁芯至干燥粘合。3/17/2023176開關(guān)變壓器的工藝流程綜合測試：測量裝好的線包各個繞組的直流電阻、圈數(shù)及初級的電感量、漏感是否符合要求。焊屏蔽銅帶：在電路上，大部分的電磁干擾源來自變壓器，因此如何減少對其他元件的干擾成為一門學(xué)問。在變壓器中，用銅皮焊接在變壓器磁芯的中上部就是最基本的減少電磁干擾的方法。3/17/2023186開關(guān)變壓器的工藝流程浸漆（開關(guān)變壓器的絕緣處理）：開關(guān)變壓器裝配完后還必須進(jìn)行絕緣處理，即浸漆處理，這是因?yàn)榻岷竽苓_(dá)到以下作用：能提高電氣絕緣性能。能提供耐潮性能。能增強(qiáng)耐熱性能和提高導(dǎo)熱率。增加了機(jī)械強(qiáng)度和防止匝間短路。

3/17/2023196開關(guān)變壓器的工藝流程變壓器的浸漆過程主要分為:真空加壓浸漆浸漆后的烘干過程：烘干實(shí)際可分為兩個階段：第一個階段是溶劑的揮發(fā)（溫度70—80℃），第二個階段是漆膜的氧化聚縮過程（溫度130℃左右）。3/17/2023206開關(guān)變壓器的工藝流程整腳：而引腳在生產(chǎn)過程中被受擠壓就會出現(xiàn)引腳歪斜的現(xiàn)象，而整腳就是把歪斜的引腳歸順整齊，使之能更好插入電路板上。浸焊：有兩個作用：一是除去粘在引腳上的絕緣漆；二是使引腳變的光滑，增強(qiáng)其可焊性。溫度一般控制在420℃±30℃。貼標(biāo)簽：為變壓器貼上型號標(biāo)簽和高壓標(biāo)簽。高壓測試：對于電源變壓器，安全規(guī)程要求初級對次級耐壓為AC3.75KV1Min1mA，我們在生產(chǎn)過程中為了提高效率，把電壓提高到1.2倍，打瞬間電壓，1mA的漏電流。3/1