沈陽量體裁衣電源有限公司
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為了徹底弄清制成的變壓器特性并能預(yù)測(cè)它們的目標(biāo),有必要對(duì)磁結(jié)構(gòu)進(jìn)行模仿。能夠用有限元件(ANSOFT麥克斯韋二維法),精確預(yù)測(cè)性能目標(biāo):選用渦流場核算器,并以為磁性材料是線性的。但要探索其優(yōu)化措施,還是用速度較快的模仿程序更好一些。因而,選用剖析法來模仿變壓器。
剖析模型建立在確認(rèn)變壓器等效電路模仿各單元的基礎(chǔ)上,其間忽略寄生電容。與頻率相關(guān)的電阻和漏感,用Dowell提出的辦法核算。雖然只考慮了一維作用,但發(fā)現(xiàn)這種辦法用于單層高寬比大的線圈是合理的。增大導(dǎo)體的高寬比,能夠提高這種模仿的精確度。核算磁芯電感和電阻Rc,選用建立在無限長薄膜內(nèi)一維解麥克斯韋方程基礎(chǔ)上的磁芯模型。由此能夠得到磁芯電感及其間的渦流損耗與頻率相關(guān)模型。剖析中,不包括磁芯中的磁滯損耗。
微型變壓器D開路(Los)和短路(Lsc)電感量隨頻率改變的丈量值和用剖析模型核算值之間的比較,圖中一起繪出了用有限元剖析法得到的仿真值。在運(yùn)用剖析模型和FEA仿真這兩種情況下,同丈量值比較,磁性材料參數(shù)有必要為已知值。坡莫合金層的電導(dǎo)率用四點(diǎn)探測(cè)法測(cè)定,其磁導(dǎo)率根據(jù)用環(huán)形式樣測(cè)得的電感量確認(rèn)?! 膱D4看出,開路電感丈量值與模仿值十分挨近。短路丈量可給出微型變壓器漏感的概念。但是低頻下,因磁化電感量很小,磁化電阻抗也很小,這種變壓器不能看作為理想變壓器作業(yè)。其結(jié)果是,短路丈量時(shí)部分磁化電感量(Lm)被反射。從1MHz起,測(cè)得的短路電感值(0.4μH)只考慮了漏感(L1);同用有限元仿真預(yù)測(cè)的漏感比照,能夠確認(rèn)這個(gè)漏感值。剖析模仿在全頻段規(guī)模內(nèi)同丈量徹底相符。
變壓器D在開路和短路中測(cè)得的和模仿的電阻值隨頻率改變的曲線進(jìn)行比照。到1MHz曾經(jīng),其電阻值大約為1Ω。圖中這種低電阻闡明,厚銅導(dǎo)體涂層(43μm)是對(duì)的。超過1MHz,結(jié)構(gòu)中損耗使電阻增大。能夠精確預(yù)測(cè)繞組的損耗。不過,高頻下?lián)p耗中磁芯損耗(渦流損耗和磁滯損耗)占優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@種模型不包括磁滯損耗,這就部分地闡明為什么要從20MHz開端,此種剖析模仿與丈量不相符。還要注意到,在這個(gè)頻率附近器件到達(dá)共振頻率(70MHz),因而,電容作用可能使電阻再增大。
根據(jù)上述剖析能夠得出結(jié)論:剖析模仿法可令人滿意地表達(dá)變壓器的開路和短路特性,特別是在到5MHz實(shí)用的作業(yè)頻率規(guī)模以內(nèi)。